在信息化的今天,移动设备以其便捷的特性,出色的人机交互特点,在世界各地不断普及。而随着大数据时代的来临,数据存储量的需求越来越大,为了提升用户体验,移动设备的存储系统越来越受重视。eMMC产品作为一类解决方案,以其独有的优势,成为应用于移动设备的主流存储芯片。虽然eMMC产品得到广泛的应用,但是关键技术都掌握在国外的知名存储芯片制造厂商,如三星、美光、东芝等。而在国内,还处于起步阶段。针对此现状,本文以eMMC4.5标准为基础,给出符合标准定义的eMMC控制器。本文首先简要介绍了NAND Flash存储介质和NAND Flash存储器,之后聚焦于eMMC控制器及其协议标准。针对NAND Flash存储介质的特点,详述了eMMC控制器的关键管理机制及核心优化技术。然后,通过分析协议,给出一个自顶向下的设计方案。本文提出的控制器主要由数据处理模块和命令与核心控制管理模块组成,重点实现eMMC控制器上的各类管理机制如trim功能,后台操作管理、HPI(High Priority Interrupt)中断管理等。同时融合在固态硬盘上广泛应用的存储管理算法,将坏块管理、地址映射、垃圾回收等关键算法使用硬件实现,应用于e MMC控制器上。最后,设计出eMMC控制器的FPGA原型,通过嵌入式ARM开发平台,搭建硬件验证系统,对设计进行功能验证,以满足eMMC标准的定义。总的来说,本文提出了一个基于移动设备应用场景,综合考虑硬件复杂度和系统性能的eMMC控制器设计方案。