得益于闪存(Flash)所具有的大容量、高速度、低功耗、非易失性等优点,它正在人们的日常生活中占据着越来越多、越来越重要的位置。由于Flash在更新数据之前,必须要先对其所在块进行擦除操作,而每一个块的擦除次数是有上限的。如果在Flash的使用过程中,对某一些块的擦写相比于对其它块更加频繁,那么这些块将更早坏掉,从而缩短了整片Flash的使用寿命。如果将对Flash的擦写均匀分布到Flash各块上,使得长期看来各块的擦除次数相近,就可以较大地延长Flash的使用寿命,此即Flash的损耗均衡。本文设计了 一款基于硬件损耗均衡算法的片上Nor Flash控制器,在硬件层面实现了Flash损耗均衡算法,相比于通常软件实现的损耗均衡算法,大大减少了芯片软件层面的开销。文中通过Verilog语言实现了损耗均衡、地址映射、垃圾回收、Flash接口等四个模块,每次写操作到来时通过堆排序寻找擦写次数最小的块,将其物理地址与虚拟地址对应并更新到地址映射表,并在垃圾块达到一定数量时进行回收操作,从而实现Flash的损耗均衡。文中还基于该Flash控制器构建了 SoC,以对Flash硬件损耗均衡的可行性和性能进行验证。最后,实验结果表明,硬件实现的损耗均衡算法在初始化、堆删除、读操作的时间消耗上分别比软件算法最多快了 14、16.4、17.8倍,获得了较大的速度提升,并且对Flash的读写操作没有造成太大影响。