SEU是由带电粒子投射到集成电路器件的敏感区域引起的,通常会导致器件内部寄存器内容的改变,或内存位翻转。为了抵抗太空中的SEU,使基于FPGA的多光谱图像压缩系统在深空环境中能够长时间正常工作,本文提出了一种基于FPGA嵌入式的双机热备份设计方案,该方案通过子系统级的冗余大大提高了系统的可靠性,有效地抵抗了SEU。本系统采用的是双机热备份的思想,由两个地位平等的子系统构成。子系统之间的通信是通过网线来实现的。根据本系统的特点,双机切换的条件并不只是心跳检测,除此之外还有其它表示主机工作状态的信息,备份机通过对这些信息的判断来决定是否切换主机。启动时先工作的子系统作为主机,完成图像压缩、输出心跳信号和其它状态信号,后启动的子系统是备份机,主要用来检测主机的工作状态,当主机出现故障时切换主机,就这样两套子系统在系统中轮流工作。本设计的整体结构是一个双机备份的结构,子系统的硬件构成是Xilinx公司提供的ML402开发板和XUP开发板。在ML402上的Virtex-4支持软核MicroBlaze;在XUP上的Virtex-II pro不仅支持MicroBlaze还内嵌两个PowerPC405。嵌入式系统中的处理器分别是ML402上的PowerPC405和XUP上的MicroBlaze。嵌入式系统的软件主要采用了Xilinx公司为FPGA特制的操作系统Xilkernel,还有一些标准C的函数库。在系统的开发过程中主要进行了硬件设计、软件设计、应用程序的设计等。本文完成了所有的开发工作:硬件方面,完成了处理器和外围以及总线的设计;软件方面,不仅生成了软件应用所需要的库还对操作系统进行了裁剪;软件应用方面,利用嵌入式操作系统Xilkernel提供的API如线程管理、信号量机制、消息队列、互斥锁等实现了所需要的功能。最后,本文在该设计系统下做了详细的试验并进行了结果分析。