近年来，高性能计算蓬勃发展，从单纯的科学计算，到信息服务，再到工业和制造业，高性能计算的应用越来越广泛。存储子系统的IO性能和处理器的执行速度，是制约高性能计算系统性能提升的瓶颈，而NAND Flash存储技术和FPGA硬件加速技术可用于解决上述瓶颈。NAND Flash的特点是不含机械部件，传输速度快，功耗低和重量轻，可提升存储子系统的IO性能。FPGA的特点是集成度高，逻辑资源丰富，可针对特定的应用开发特定的体系结构，实现数据处理的硬件加速。　　 本文将NAND Flash存储技术和FPGA硬件加速技术相结合，设计了一个基于NAND Flash和FPGA的数据处理硬件加速器，该加速器通过PCI Express接口与电脑连接，实现对存储数据读写的加速和数据处理的硬件加速，可应用于云计算、图像处理、视频检索和数据库等领域。　　 本文完成的工作如下：　　 1．分析了NAND Flash存储技术和FPGA硬件加速技术的特点，完成了加速器的总体方案设计。加速器的核心是三块FPGA，两块用于控制Flash阵列和数据处理，另一块用于实现PCI Express协议，FPGA之间用LVDS接口进行通信。　　 2．完成了各部分硬件电路的详细设计。包括三块FPGA、NAND Flash阵列、DDR2内存模块、SRAM、LVDS接口电路、PCI Express接口电路和电源系统的设计。这些模块的工作频率较高，在具体设计时必须考虑信号完整性问题。另外，在FPGA控制Flash阵列时采用基于CPLD的IO扩展方案，有效地解决了FPGA的IO引脚不够用的问题。　　 3．完成了FPGA固件程序中Flash阵列控制器的设计。控制器实现了在两片Flash单片之间进行乒乓操作，有效提高控制器的效率。同时，控制器还实现ECC功能，采用基于块的汉明码算法，具有每512个字节纠正一位、检测多位的能力，有效提高数据的可靠性。　　 4．完成了对Flash阵列控制器、DDR2控制器和ZBT SRAM控制器的仿真和实际电路板上功能验证。