SATA(Serial ATA)是目前最新一代的桌面计算机硬盘存储接口技术,具有传输速率高、支持热插拔、纠错能力强等优点,获得了业界的广泛青睐,己逐渐取代并行接口成为计算机硬盘的主流。在海量存储方面,并口硬盘阵列排线有效距离短并且宽度宽,结构上连接、布线有一定的不足,而SATA的出现使得这一问题很好地得到了解决。本文首先论述了SATA接口相关技术。介绍了SATA的基本概念、产生发展过程、技术性能和特点,并对SATA的关键性技术——串行通信时钟恢复技术展开了深入研究。其次,本文详细研究分析了SATA协议,阐述了协议的四个子层,并对各层次的作用、功能、工作模式、流程、信号格式,以及相互间的信息传递情况进行了论述。最后,结合SATA协议,采用ALTERA公司40nm FPGA解决SATA存储方案,借助Arria II GX系列FPGA集成的高速收发器实现了数据的串并转换及高速收发,设计了基于SATA接口的数据存储控制器,并完成了相关仿真及结果验证。重点对物理层上电复位过程、链路层CRC校验、加扰模块、链路层状态机转换等过程的实现进行了分析说明。本文所设计的控制器能够实现SATA协议基本功能,可以对数据进行自由的读、写操作。