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随着航天技术的快速发展，传统的航天级辐射加固器件难以满足空间应用日益增长的需求，高性能的商用器件受到更多的关注。同时，FPGA器件的性能越来越强大，使得将复杂的星载处理系统集成在一个芯片上成为可能。但是，器件的集成度越高，系统的功能越复杂，其受到空间辐射的单粒子效应的影响就越严重。
本文围绕高性能星载存储系统在单粒子效应影响下的可靠性问题，着重研究了包括存储阵列的冗余容错结构、数据容错技术、FPGA的应用层容错技术等。本文主要的创新性研究成果与贡献如下：
1：针对国内星载存储技术的不足，研究可扩展、可降级的容错存储结构。存储控制系统基于SOPC实现，并采用动态配置刷新技术消除配置信息的位翻转。数据EDAC采用新型的并行Reed-Solomon编解码电路，可以满足高速传输的实时编解码要求。
2：在电路系统级提出了抗单粒子闩锁和数据恢复技术，将器件闩锁对系统的影响降至最小。
3：详细分析了基于Reed-Solomon编码的存储系统的数据完整性，分析了不同的码参数和数据刷新周期对系统性能的影响，并提出寻求系统参数的最优解模型。
4：在分析基本的FPGA容错设计技术的优缺点的基础上，提出了基于片上BRAM的时序逻辑设计方法。该方法可以灵活应用丰富的片上BRAM资源实现控制逻辑，避免了传统TMR设计的大量资源冗余浪费和繁琐的设计约束过程，同时保证设计的高度可靠性。
5：设计、实现了Lyra高性能星载存储原型系统。该原型系统既可作为研究星载存储技术的硬件平台，也可稍作改造，用作存储芯片辐射测试的实验平台。
此外，本文还针对DDRII SDRAM器件的访存方式，研究了访问地址相关性指导的内存page模式控制策略，可在不影响访问端复杂度和数据可靠性的前提下提高存储访问的效率。
本文部分研究成果已在星载存储原型系统上应用，对我国未来将高性能商业级FPGA器件和存储器件应用于星载电子系统打下了良好的基础，有较好的借鉴意义。