引言
航天级芯片搭载试验是测试其在宇宙空间的可靠性与适应性的重要手段，能够推动航天级元器件的成熟与发展，已成为国内外航天新技术试验的重要试验项目之一[1]。
芯片搭载试验的研究实际上就是搭载试验平台的研究，而搭载试验数据的存储与传输是搭载试验平台设计的重要一环，因此本文将针对数据的存储与传输系统进行设计研究。
根据调研，各行业研究人员对数据存储与传输进行了大量的探索试验，并取得了显著的成果。焦新泉等人[2]提出了一种SRIO与RS422相结合的数据存储系统，实现了2.5 Mb/s传输速率的高可靠数据存储，但因其占用内存较高，不适用于嵌入式系统。薛磊[3]利用NAND Flash作为存储介质，以太网作为数据传输方式实现了探测器负载的各项参数的存储传输，但NAND Flash容量低，不适合大容量存储。李小峰[4]以MCU为主控芯片，SD卡为大容量存储介质，以太网为数据传输方式，设计了一款船舶气象数据存储装置，但其使用的TCP/IP协议内存占用较高。杨雷等人[5]采用SD卡存储激光雷达数据，提高了产品性能，降低了产品成本。刘慧丰等人[6]利用CAN总线传输数据和SD卡存储数据，设计了一种特种车辆测试数据存储设备，但其传输速度较慢。吴春静等人[7]采用SD卡和文件系统解决了航天探测中的大量数据存储问题。江自强等人[8]在32位ARM Cortex-M架构的STM32平台上实现了SD卡数据采集存储系统，解决了飞行器飞行试验数据的存储。刘光辉等人[9]针对皮纳卫星提出了一种基于三种介质的三级文件数据存储方法，增加了数据存储的可靠性和读写速度。孙巍等人[10]为了实现水声数据采集存储功能，利用SD卡作为存储设备，以太网TCP通信作为数据传输方式，设计了一种小型低功耗数据存储系统，同样存在内存占用较高的问题。罗雄飞[11]利用SD卡进行数据存储，解决了风电变流器故障数据记录空间不足的问题。邓斌等人[12]在STM32平台上，实现了SD卡数据存储功能，满足了小型水下航行器图像与惯导数据的存储。
综上所述，大多数人选取了SD卡作为存储设备，相比于NAND Flash等介质具有容量大、兼容性好的特点[13]，且自带坏块管理和擦写均衡功能；传输方式方面，RS422和CAN通信传输速率较低，而选择使用完整TCP/IP协议的以太网通信的内存占用较高；文件管理方面，大多没有使用文件系统进行文件管理。
为了解决现有研究成果传输速率低、内存占用高等问题，本文提出了一种以SD卡为存储介质，使用文件分配表文件系统（File Allocation Table File System, FATFS）管理数据，并选择使用轻量化TCP/IP（Lightweight IP, LwIP）协议的以太网通信作为数据传输的方法。其中FATFS具有轻量化、效率高、易移植等特点；LwIP具有轻量化、资源占用低等特点。
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作者信息：
刘海朝，邹吉炜，张伟，房思超
（长光卫星技术股份有限公司，吉林 长春 130031）
