地面高速数据传输系统的主要功能是远距离控制采编存储设备进入指定工作状态，同时，能够远距离可靠性地实时传输采编设备的数据及回读传输存储设备的数据。本文根据某航天测试任务的要求，对传输的可靠性进行调研和分析，最终设计一种以PXI仪器平台为主控设备，结合LVDS总线和光纤传输的优势实现地面主控设备和转接器之间的长线传输。同时，针对穿舱百米高速数据传输电缆网进行了测试验证，最终可靠地实现整个物理链路的数据传输。文中介绍了整个传输系统工作的总体结构图，并详细阐述了系统各个功能模块的硬件设计。设计将物理层数据传输系统分为LVDS+光纤传输和LVDS+双绞线传输两部分，针对不同电平之间的互联问题进行了讨论和设计，根据实际数据传输需求选择合适的耦合方式，并对百米多段传输电缆网的衰减和畸变进行了测试验证和理论计算对比，保证数据在最大传输率下能够稳定可靠地传输。同时，为缩短设计周期，简化设计人员前期工作量，采用PCI9054作为“桥接”芯片，设计出单次访问结合突发访问的数据传输模式，可靠快速地实现主控芯片FPGA和PCI接口的数据传输。为保证传输链路的可靠性，本文在物理链路层的设计上进行了分析和关键点设计，同时在数据链路层设计方面，阐述了FPGA内部逻辑控制设计思路。本文最后对PCI数据传输卡的PCI通信模块进行调试和仿真，并对系统开机出现的问题列出可能的导致原因。结合弹上采编存储设备构成闭环测试系统，主要针对长距离指令和数据的传输进行性能测试和验证，通过分解数据软件和绘图软件对传输到上位机的数据进行分析处理，证实系统物理层硬件电路和数据传输的可靠性。