随着航天科技快速发展,遥感卫星电荷耦合器件（Charge Couple Device,CCD）相机幅宽、速率等参数极大提升,卫星有效载荷输出数据量呈指数级增加。在卫星综合电子分系统中,遥感卫星CCD相机完成遥感图像的拍摄,并将包含大量场景信息的遥感真实图像输出到后级数传、压缩等功能子系统进行相关处理,从中提取有价值的信息并进行相关分析。在研制数传、压缩等地面检测子系统时,相关设备需要与遥感相机进行迭代调试。由于遥感相机构造成本高,内部构造复杂,并且对使用环境有较高的要求,因此急需一种在研制阶段能够替换遥感CCD相机的模拟源设备,该设备能够根据协议输出特定格式的图像帧数据,实现模拟多种遥感相机的功能。通过输出图像数据至后级子系统来配合其完成各种情况下的功能测试,从而保障卫星综合电子分系统能够按照预定周期完成研发任务。模拟源设备的研制提高了研发效率以及降低了研发成本。在分析当前模拟源设备的功能需求以及已有设备的技术指标后,本文提出了一种基于非易失性存储器Express（Non-Volatile Memory express,NVMe）的超高速多通道遥感相机模拟源设备。模拟源设备通过RJ-45接口接收上位机图像数据文件,数据经DDR4缓存后由FPGA存储到NVMe SSD中。当需要数据回放时,控制设备通过RJ-45接口或RS-422接口控制模拟源设备开启数据输出功能。数据输出时,现场可编程门阵列（Field Programmable Gate Array,FPGA）读取固态硬盘（Solid State Drive,SSD）中存储数据并进行相应帧格式封装,封装后数据通过2路四通道SFP（Quad Small Form-factor Pluggable,QSFP）接口输出。一路 QSFP 物理接口支持4通道光纤接口。模拟源设备采取存储主板、接口子板分别独立的物理结构。通过更换接口子板可以改变物理输出接口形式,极大提高了模拟源设备的兼容性。首先,本文根据NVMe协议设计并基于FPGA实现了 NVMe主机控制器,控制器主要实现NVMe命令处理、队列管理以及寻址等逻辑。经实验测试,NVMe主机控制器能够正确读写NVMe SSD,并且写速率能够达到2.7GBps,读速率能够高达 3.2GBps。然后,本文提出了一种突发传输合并的方法,用于解决当多个主机控制器通过AXI互联使用同一组DDR4内存空间作为数据缓存时,因互联内部仲裁机制导致DDR4有效带宽不足从而无法发挥SSD最高性能的问题,从而达到提高系统DDR4利用率以及系统整体带宽的目的。利用FPGA逻辑资源实现突发合并模块,模块基于队列（First In First Out,FIFO）将短突发数据传输合并为长突发数据传输,通过提高单次突发传输长度能够有效解决因仲裁机制导致的主机控制器DDR4带宽利用率过低的问题。最后,经系统性能测试表明,本文提出的基于NVMe的超高速多通道遥感相机模拟源能够根据实际应用场景多路输出不同格式的图像帧,存储容量8TB,整体输出带宽高达80Gbps,兼容8通道QSFP、TLK2711与低电平差分信号（Low-Voltage Differential Signaling,LVDS）接口,已经成功应用于多个型号卫星测试系统中。