随着信息化的快速发展,移动终端已应用于大数据、云计算和物联网等领域。同时,对存储性能、能耗、容量、可靠性和成本等提出更高要求。DRAM能耗和可缩性限制成为制约移动终端系统发展的主要瓶颈,迫切需要新的替换技术。新型非易失性存储器(Non-Volatile Memory,NVM)以其高扩展、低功耗、非易失、高存储密度、按字节编址、抗震等特征得到广泛关注。新型非易失性存储可以很好解决DRAM能耗和扩展性问题。新型NVM显著的优势使其成为DRAM最具竞争的替代技术。然而,新型非易失性存储器普遍存在寿命有限和安全性低的缺陷。为此,针对移动终端耐久性内存的寿命和安全性问题,结合移动终端应用程序特征和资源受限的缺点。本文首先针对非易失性存储器的寿命问题,开展基于存储单元的减少写技术研究。然后对非易失存储器的安全性问题进行研究,提出了基于计数器模式的间接加密技术。最后通过实验证明提出技术的有效性。具体来说,本文开展如下工作:第一,移动终端内存通常需要进行频繁的更新操作,大量的写操作加快非易失性存储器的磨损。对此,借助应用程序的特征和系统能耗的限制,设计了基于重编码的寿命优化技术。该技术通过翻转和移位策略对将要写入的数据进行变换,以减少将要写入数据和存在数据的不同数据位总数,达到扩展非易失性存储器寿命的目的。第二,非易失性存储器具有非易失性的自然属性,数据在没有电力供应的情况下仍然保存,给存储数据的安全性带来巨大挑战。对此,本文对非易失性存储器的安全性进行研究,设计基于计数器模式的加密技术实现对存储数据安全性的保护。最后,针对非易失性存储器寿命和安全性的问题,本文设计相应的模拟器进行实验。针对寿命问题,实验结果证实设计的寿命优化技术能够减少至少57%的写操作,延长非易失性内存2.3倍的写寿命。针对安全性问题,实验结果显示设计的加密技术相比于直接AES和流密码加密技术在能耗,系统时延和存储代价等方面都有改善。本文提出的技术对非易失性存储器在移动设备、嵌入式设备、个人PC和数据中心等领域的应用提供新的方向和思路。