某遥测系统双备份固态存储器的设计与实现

【摘要】在航天测试领域，固态存储系统作为遥测系统的子系统，在航天飞行器的飞行试验中扮演着重要的角色。它能完整准确地记录飞行器工作时各功能部分的工况参数，等飞行测试结束后，回收遥测固态存储器，回读其记录的试验数据并进行分析处理，为飞行器的故障定位、性能评估、设计优化、生产改进提供了重要的科学依据。本文针对航天飞行器恶劣的工作环境，并结合相关课题的任务要求和技术指标，设计了一种可以工作在高温、高压、高冲击、高过载环境下的数据存储装置。在该存储装置的研制过程中，以模块化、小型化、高集成度、高可靠性为设计原则，选用美国Xilinx公司生产的XC3S400型号FPGA作为中央控制处理器，控制AD芯片实现对4路采样频率为27KHz噪声信号的同步采集，同时控制RS-422异步串行通信接口接收一路码率为9830400bps的PCM数据流。最后将采集编码后的4路噪声信号和PCM解码数据按一定的帧格式进行混合编帧后双备份并行存入三星公司的NAND型FLASH中。文中详细论述了遥测固态存储器AD采集、PCM解码、模数混合编帧、高速缓存、实时监测、双备份并行存储等各功能模块的硬件电路设计及软件逻辑实现，并对设备调试中出现的远程读取数据有误码和USB掉线问题进行了分析研究，找到了导致数据误码和引起USB通讯中断的原因，并给出了具体的解决方案。最后通过大量实验对固态存储器的各项性能进行测试，测试结果表明，固态存储器能够实现对四路噪声信号及一路PCM数据的准确采集及实时可靠存储，四路模拟信号采样率达27KHz，遥测PCM码流达9830400bps,完全符合设计要求。
【作者】梁永刚；
【导师】崔永俊；张会新；
【作者基本信息】中北大学，仪器仪表工程，2014，硕士
【关键词】数据存储；FPGA；采集；混合编帧；双备份；

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