随着集成电路行业的蓬勃发展,人们对存储速度和容量的要求越来越高。闪存凭借其传输速度快、容量大、功耗低等特点成为人们的首要选择,但闪存颗粒的磨损消耗一直影响存储器的寿命。常见的磨损均衡算法和闪存控制器是分开工作的,频繁且耗时的交互带来严重的性能开销。此外基于C语言实现的算法和软件仿真,由于缺乏准确的硬件模型和丰富的测试用例,导致仿真结果不够准确。为此,本文提出了用硬件描述语言实现磨损均衡算法和硬件仿真环境,降低性能开销的同时,减少软件仿真与实际的偏差;并搭建UVM验证平台模仿上位机的操作命令,确保硬件设计的功能全部实现。本文主要工作包括:（1）针对软件层磨损均衡算法和硬件控制器交互产生的性能消耗,本文提出了基于硬件控制器实现的磨损均衡算法,将软件与硬件之间不可控的时间开销变成硬件内部可控的时序进行分析;仿真表明,合并后的控制器同时具备算法和控制器的功能。（2）针对软件仿真中硬件模型准确性低的问题,本文基于闪存芯片阵列搭建了存储模型,用于记录闪存芯片中的页编程和块擦除操作,能够清晰体现每个时间段的磨损次数以及平均值;而且为后续控制器的综合实现打下基础。仿真表明参与磨损均衡的块,其磨损次数趋近相同,即算法将磨损系数平摊给每个闪存块。（3）本文提出用UVM验证平台模仿上位机命令,来确保设计的正确性。在设计测试项、功能验证项和断言验证项的指导下,实现了一份功能覆盖率100%的验证报告;其中使用虚拟序列编写测试用例,能在短时间内提高验证效率,且每次操作产生的数据流都在计分板中比对正确。最终全面的验证报告表明了硬件设计的正确性。