张贤玉，周昌义，安军社

(1.中国科学院国家空间科学中心 复杂航天系统电子信息技术重点实验室，北京 100190； 2.中国科学院大学 计算机科学与技术学院，北京 100190)

0 引 言

星载存储系统是空间科学研究中的关键设备，用来存储及传输宝贵的空间科学实验数据[1]。由于探测任务的种类不断丰富，实验产生的数据量越来越庞大，需要对星载存储系统的容量及吞吐率进行提升。从90年代初到现在，星载存储系统的容量由Mb提升至现在的Tb级别，尽管吞吐率也由最初的Mbps提升至现在的Gbps级别[2]，但显然吞吐率的提升速度远远不及容量的提升速度，为了满足海量空间科学数据对及时有效存储的需求，需进一步提升星载存储系统的吞吐率。

随着半导体技术的进步，开始有研究者在一些场景中使用支持更高工作频率的同步NAND FLASH提升存储系统的吞吐率[3,4]，目前在嫦娥二号、暗物质粒子探测卫星、实践10号、创新3A等卫星系统中仍采用的是仅支持异步数据接口的NAND FLASH[2,5]，系统存储速率受限。因此本文将支持同步数据接口的SLC型NAND FLASH应用于星载存储系统，通过对星载存储系统吞吐率影响因素的分析，进一步提出了在存储阵列中引入八级流水及并行扩展技术的方案，并结合星载任务的特点对该高速同步NAND FLASH存储控制器的软硬件进行了功能模块化、接口标准化的设计，同时考虑了系统的灵活性及高速设计的可靠性问题。

1 星载存储系统吞吐率

1.1 影响因素

设f为NAND FLASH数据总线上的传输频率，W为可同时操作的NAND FLASH数据总线的位宽，那么该星载固态存储系统的理论吞吐率R可表示为