NAND闪存是非易失性存储芯片中最重要的一类,其在存储器芯片的市场份额占比约为40%,广泛应用于手机、固态硬盘、SD卡等。由于NAND闪存的存储原理以及存储结构特征,需要设计NAND闪存主控来进行数据管理。NAND闪存主控包括了数据接口、ECC模块以及MCU和固件,可以实现NAND闪存的数据存取和传输操作以及延长NAND闪存的使用寿命。本文设计了一套NAND闪存控制系统,并在FPGA平台上完成了系统的实现和基础固件的开发。其中着重设计了MCU以及ECC模块。MCU基于RISC-Ⅴ指令集架构,以开源的蜂鸟E203微处理器核为基础,进行了针对NAND闪存控制系统的优化和简化设计,并且完成了对应的缓存和接口的适配。依托于RISC-Ⅴ生态的较为完善的软件编译环境,本文针对ONFI 4.0协议中的NV-DDR3接口开发了基础固件,包含NAND闪存常用的控制API,最终可实现读取、编程和擦除的基本操作。ECC模块采用了基于LDPC码的差错控制单元。本文采用了基于质数域构造的QC-LDPC码,并采用掩膜技术来优化性能和降低编解码复杂度。解码器基于NMS-VSS算法,并且针对消息的存储和消息网络做出了优化设计,其性能在UBER为10-15量级时没有明显的错误平底,同时面积、吞吐率指标较好。编码器采用基于校验矩阵的编码方法,相比传统的基于生成矩阵的编码方法,编码效率提升很多,编码器的面积和吞吐率指标有了很大提升。并且本文还提供了一套LDPC差错控制单元的可灵活配置方法,可在给定码长、码率和吞吐率需求的情况下,自动化地完成码型构造——性能优化——编解码器设计的流程,定制出合适的LDPC差错控制单元。