지구와 화성 간 데이터 전송 대역폭이 제한되어 대량의 고해상도 이미지를 실시간으로 지상에 전송할 수 없으므로, 톈원 1호 고해상도 카메라는 탑재체 자체에 이미지 저장 능력을 갖추어야 한다. 고해상도 카메라의 이미지 데이터 양이 매우 큰 문제를 해결하기 위해, 본 논문에서는 FPGA 기반의 NAND 플래시 이미지 저장 및 처리 시스템을 설계하였다. 우선, 영상 시스템 CCD 및 CMOS 이미지 센서 출력 종류에 따라 NAND 플래시 저장 공간을 분할하였다. 다음으로, 고속 저장 문제를 해결하기 위해 파이프라인 저장 방식을 설계하였다. 그리고 궤도상 신규 불량 블록 문제를 해결하기 위해 불량 블록 자가 점검 방법을 설계하였다. 마지막으로, 지화 간 전송 대역폭 부족 문제를 해결하기 위해 다운샘플링, 화소 융합, 영역 추출 등의 영상 처리 방법을 설계하였다. 실험 결과 고해상도 카메라 저장 및 처리 시스템은 최대 3 Gb/s의 이미지 데이터 수신 및 저장률을 달성하였으며, 하향 데이터 양을 원본 데이터의 약 0.4% 수준으로 낮출 수 있었다. 다양한 하향 작업 모드를 사용함으로써 풍부한 영상 데이터를 확보하는 동시에 심우주 탐사의 제한된 전송 속도를 만족시킬 수 있다.

톈원 1호;고해상도 카메라;저장 및 처리;현장 프로그래머블 게이트 어레이(FPGA);NAND Flash