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空间对地观测是我国航空航天工业领域的重点研究方向,且遥感遥测图像在各领域都存在极高的利用价值。由于传输带宽的限制,且随着观测要求的提高,遥感图像精度和数据量成倍增加,使地面设备在接收、解压缩以及存储等多个环节的压力倍增,此外设备还存在功耗、体积和接口等诸多问题。因此采用专用硬件电路实现地面设备的快速解压缩,以满足后级设备处理要求。系统设计以JPEG2000为压缩标准,应对某型号载荷图像,针对功耗、体积、以及解压缩速率等问题,进行地面前级处理。首先,针对地面设备的特点,系统的主要功能包括与外部进行高速数据交互和内部的多通道JPEG2000的快速解压。针对用户提出的体积、功耗和解压缩速率等指标的需求,设计了系统的硬件电路。硬件电路以FPGA和ADV212编解码芯片为主要架构,采用双单板设计形式。该硬件电路具体实现了PCI Express总线接口电路、DDR3接口电路、ADV212接口电路以及FPGA外围基础电路。其次,为实现某型号载荷图像JPEG2000解压缩系统电路功能的控制以及参数配置,设计了以FPGA为核心的内部逻辑。根据硬件电路,具体分析了各个逻辑模块的功能,并设计了FPGA内部PCI Express接口逻辑、DDR3控制器逻辑和ADV212控制器逻辑。最后,对系统进行仿真验证。以系统硬件电路以及逻辑工程为基础,搭建验证平台。通过验证平台软件,模拟载荷类型,发送不同精度的JPEG2000压缩图像,对硬件逻辑进行仿真和验证。并且,与目前主流的商业软件进行解压缩后图像的对比参考,以证明系统在满足体积和功耗的前提下,能够完成快速JPEG2000解压缩,最高速率达到5.33Gbps,超过标准(4Gbps)33.25%,且与其他硬件平台在能效比上速率提高2至5倍。