随着空间探测技术的发展，数据输出带宽急剧的增加，对存储阵列的速度、容量、功耗、可靠性要求越来越高。控制器是存储阵列中最为核心的组成部分，它控制着整个系统的运行。本文通过对基于NAND Flash芯片的星载高速大容量存储阵列的研究，设计与实现了存储系统的控制器。系统针对模拟产生的300MB/S高速数据源，以NAND Flash芯片作为基本存储器件，构成容量为800GB的存储器。论文首先给出了系统的硬件设计，并且详细论述了控制板DSP和FPGA构成控制器的结构设计和硬件实现。然后在控制器内部设计和实现了对存储阵列的读取、写入、擦除、转移、分组和坏块管理等控制操作，以及通过并行扩展加流水线处理技术和串并转换技术实现对300MB/S高速数据的可靠传输。最后，论文对设计的系统进行了硬软件方面的调试，分析了调试过程中遇到的问题，并且给出了相应的解决方法。本论文的研究成果经过不同条件下的反复测试，测试结果证明了系统设计的合理性。