随着红外探测技术的迅猛发展,图像采集系统对数据的大容量存储、快速吞吐和接口可靠性互联提出了更高的设计要求。为了实现对红外探测器的功能测试,设计了一种大容量数据高速存储采集与控制的模块,本文主要探讨数据高速存储、通用接口互联以及FPGA的可靠性设计。为了实现大容量数据的可靠高速存储,本文设计了基于FPGA的NAND Flash高速大容量存储架构。首先,利用NAND Flash各逻辑单元独立操作的特性,设计了基于4逻辑单元NAND Flash的片内流水线的存储结构;之后,通过并行流转的方法设计了CameraLink、PXI接口到Flash的数据传输缓存控制单元,实现多片Flash的并行读写控制;最后,设计了提高寻址效率的Flash无效块管理方案。为了实现采集模块与计算机的通用互联,解决高速图像采集控制卡在分时操作系统(Windows)下实时性差、不稳定、控制复杂等问题,设计了基于嵌入式实时操作系统Vx Works的PXI总线控制接口。由PCI9054实现PXI总线的本地端逻辑,结合VxWorks中PXI设备驱动的特点,开发了可移植的计算机软件控制接口。通过DMA控制,数据在模块与计算机之间高速传输。针对测试中出现的亚稳态的情况,分别从时钟设计与相位控制、双锁存器设计、复位处理和描述语言风格状态机几方面提出了可行的设计,提高了FPGA设计的可靠性。通过搭建Vx Works测试平台,对各项设计指标和功能进行了测试,模块能够实现对50MHz/16Bit红外图像数据的连续高速可靠存取,通过PXI总线数据读取速度达到33MB/s,模块工作可靠稳定。