TTE时间触发以太网是一种可以应用于轨道交通、高端工业控制等领域的实时确定性以太网,其具有实时确定和安全容错的通信能力,为增强使用TTE的网络系统的可靠性与错误可溯源性,可以将TT业务的数据备份至大容量存储设备内。NAND Flash作为一种非易失性存储（Non-Volatile Memory）即NVM,其拥有易于大容量集成、耐震动耐撞击、成本较低等优点,在固态存储领域被广泛使用。对NAND Flash的控制往往需要借助CPU来进行,而在一些资源紧缺型的特殊场景使用TTE交换机的系统中,一般难以提供额外的CPU资源用于控制NAND Flash,且不使用CPU的纯硬件控制也可以提升存储控制的可靠性。因此,需要设计一种不需要本地CPU控制、能够方便的与时间触发以太网交换机进行集成的一套NAND Flash控制系统,它需要按照自定义协议将存储操作承载在以太网数据通信中。本文首先研究介绍了目前大容量固态存储领域中常用的两种存储协议与架构:NVMe协议与Open Channel架构,对它们的命令集、SQ/CQ队列特点以及操作流程进行了简述,并给出了一款自研Open Channel SSD的硬件架构,再根据二者进而提出本论文所设计的NVM over Ethernet自定义存储协议与架构,对其命令集定义、操作流程进行了说明。第二,结合TTE交换机以太网接口适配性,给出适合与交换机相联合的以太网接口为前端的NVM over Ethernet存储控制器方案。第三,详细阐述存储控制器中关键模块的模块级设计以及其内部重要机制的工作原理。第四,使用Cadence NCsim与Sim Vision结合自研高效仿真脚本对设计进行仿真与分析,证明本文提出的NVM over Ethernet存储系统可以在无本地CPU的参与下成功对NAND Flash进行各种存储命令操作。最后,将存储控制器进行FPGA板级测试,验证其对NAND Flash芯片各项操作的正确性。本论文的创新点包括,第一,设计了一种使用以太网接口的易于与交换机集成的存储控制器,解决了交换机与存储设备之间难以联合工作备份数据的问题。第二,本论文的NVMo E存储架构无需本地CPU参与工作,大幅减少了硬件板级资源开销,且纯硬件的协议解析不但能提升性能还能提升可靠性。第三,单NAND Flash通道中可根据需要同时操作四个NAND Flash Target,这将会大幅增加理论吞吐量,可以在一定程度上解决使用NAND Flash异步接口所带来的速率降低问题。最后一点,数据从NAND Flash写入与读取的策略可根据需要采取Page数据与NAND Flash Page一一对应的方式,提升了NAND Flash容量的利用率并避免在读写出错时的错误扩散。