自从1984年国际电子电路研讨会上发表了flash存储器的论文之后，经过20多年的发展，由于NAND（NOT AND）flash具有功耗低、速度快、抗震性能好等优点，NAND flash已经成为主流的存储介质，随着成本的逐渐降低，NANDflash越来越广泛的被应用到各种移动存储设备以及消费电子产品里。　　 SD卡（Secure Digital Memory Card），即安全数码卡，是一种基于半导体快闪存储器的新一代移动存储介质。它是为了满足新兴音、视频消费电子设备对安全性、体积、容量、功耗、性能和环境要求而专门设计的。它被广泛地在便携式装置上使用，例如数码相机、个人数码助理（PDA）和多媒体播放器等。SD卡在移动存储领域占领了很大市场份额，占有率最高，也是增长最快的卡片。随着音视频消费电子产品的普及，加上中国是手机、数码相机等电子产品的巨大消费市场，对SD卡的市场需求必将越来越大，SD卡的前途一片光明。因此研究SD卡的设计，具有现实的经济意义和应用价值。　　 本文研究的内容包括：一种简单高效flash映射层管理算法及其需要的数据结构；坏块管理，避免对坏块的擦写操作；磨损均衡，使各个物理块擦写次数平均化；垃圾回收，当缺乏空块时，回收释放空物理块：如何优化提高产品的读写性能。　　 通过对现有算法的优缺点总结，本文创造性的提出了一种新的映射层管理算法：两级地址映射算法；提出了分区管理的办法，减小了数据RAM的需求；提出双缓冲器机制，大大提高了连续读写速度；提出缓存块映射表的办法，明显改善了频繁切换分区读写速度。　　 本课题成功设计了一款工业级NAND flash控制芯片。本文设计的SD控制器，具有性能优异、成本经济、健壮性好、可扩展性和兼容性优异的特点，已经应用到量产，具有很高的商业应用价值。