光电经纬仪是一种用于对移动目标跟踪定位的高精度光电检测仪器,是靶场测量的主要设备之一。在靶场测量中要对飞行目标进行实时观测记录,相应存储设备必须能够高速准确的把实时图像数据和附加信息存储下来,并且能够重放所记录的图像,以便判断测量结果正确与否,分析错误原因,评估系统性能。随着光电经纬仪及图像传感器技术的发展,光电测量系统对图像存储设备的速度要求越来越快、存储容量要求越来越大,同时还需要存储设备具有更高的工作可靠性和稳定性,以及良好的便携性。因此,就对高速率、大容量、易携带、接口简单通用的存储设备的设计提出了更高的要求。本论文结合靶场应用的特点,设计了一种基于FLASH和FPGA的高速大容量图像存储回放系统,采用FLASH作为存储介质,FPGA为控制核心,使用USB2.0为数据回放接口,CAN总线作为系统命令和状态查询接口。系统具有速度快、容量大、可重复擦写、接口简单、数据回放方便的特点。为解决闪存器件访问速度慢、不能满足高速图像存储的需求,设计中采用了并行总线技术和流水线技术,提高系统的存储速度。为解决闪存器件由于工艺原因存在无效块,而无效块的可靠性不能得到保证的问题,设计中采用冗余设计方案,提高系统的可靠性。另外,在图像数据的存取过程中还加入了数据校验,以提高图像数据的准确性。整个系统的存储空间为80GB,并且只需对硬件电路进行稍微改动就可支持更大容量的闪存芯片以扩充存储容量；系统的理论存储速度可达到160MB/s,可以满足对图像存储速度的要求；USB接口回放速度接近20MB/s,具有较高的数据传输速度；系统具有一定的通用性,可以推广应用到其他数据采集存储的场合。