嵌入式Flash存储器是一种广泛应用的非易失存储器,很多MCU以及IoT芯片都在内部集成了Flash。Flash作为Memory的一种类型,其无需电源即可保持数据,与传统硬盘相比传输速度更快、功耗更低、体积小、不易损坏、且价格更低,已经被广泛使用作为SOC芯片中的存储器件。由于嵌入式Flash的接口协议不同于标准AMBA总线接口,为了将其集成到SOC中,需要设计控制器实现两种协议的转换,完成Flash的基本操作。同时因为Flash中所存储的程序代码或电子签名等保密数据容易被攻击者利用安全芯片的标准接口协议、加密算法以及这些算法本身的漏洞实现攻击,包括程序篡改、堆栈攻击、跳转攻击或通过调试接口跟踪程序执行过程等。目前,传统的Flash控制器逻辑复杂且没有相应的容错功能,可靠性不高,因此设计带有安全保护机制的Flash控制器具有十分重要的工程应用价值。本课题基于实际项目,主要工作是在深刻理解Flash接口时序的前提下,设计符合安全SOC芯片规格的Flash控制器,实现Flash的编程与擦除校验算法。在可靠性方面设计了相应的容错机制,针对安全方面提出提高程序代码运行安全性的存储保护机制,通过对存储保护区域的访问属性进行个性化配置,防止不同代码空间的非法跳转,支持针对Master号、Slave号、CPU模式、数据访问和指令访问等条件分别进行读、写权限设置。当发生越权访问时,安全保护模块会采取越权保护动作,产生中断请求信号,并给出指示信号以供查询,同时还设计了地址数据加扰功能保证存储数据的混乱性。与传统的利用软件来管理系统安全的方法不同,本文提出了硬件安全代码区的概念,意为本系统增强安全性而定义的一段特殊的地址范围。程序由普通代码区跳入（包括分支指令和中断）安全代码区的合法入口以外的地址视为非法跳入,一旦发生该行为可以产生MPU保护中断或者整个芯片系统复位。通过这种方法让软件只能从约定的地址进入和退出,避免出现非法跳转行为,从而进一步提高系统的安全性。本文设计过程中采用自上而下的设计方法,首先进行各子模块的划分,随后在设计中根据系统结构,分析各个子模块的具体功能和实现方式完成RTL设计。接着搭建系统级验证平台对该模块进行功能验证,最终所有功能点全部通过。最后利用EDA工具完成控制器的综合,综合结果显示本设计的时序完全符合项目规定的要求,并留有一定的余量,从而完成了设计目标。