使用ASIC专用芯片实现JPEG2000图像压缩算法可在保证优良压缩性能的同时进行实时图像处理，为航天图像传输提供了极大的便利。但航天应用下辐照环境复杂恶劣，ASIC芯片在使用时会遇到各种辐照问题。在此背景下，设计一款高可靠性的航天级JPEG2000图像压缩芯片具有重大意义。航天环境下单粒子效应不可避免，芯片制造时使用一些特殊工艺仅能减小出错概率，此时功能设计中加入可靠性保护成为必不可少的手段。本文在对JPEG2000算法做简要说明后，详细介绍了航天环境下单粒子效应产生机理及其常用加固方法。针对单粒子翻转问题，给出了图像芯片功能设计中应用的三类保护措施，即单帧独立、超时检测和冗余处理。对于这三类保护，说明了其基本原理，给出了在使用时需要注意的事项和其在芯片中应用的示例。针对单粒子翻转仿真，本文提出一种基于VPI(Verilog Procedural Interface)接口模拟单粒子翻转的方法，给出了其详细实现过程，使用该方法对前述的三类保护措施和芯片整体可靠性进行了验证，给出了实验结果，并对实验结果进行了分析说明。