SATA(Serial Advanced Technology Attachment)是一种连接主机总线适配器和大容量存储设备,例如硬盘、光驱的计算机外部总线接口。相比于并行ATA接口,SATA接口采用一对差分线进行数据的传送和接收,有效解决了串行数据传输过程中的干扰问题。在速度方面,SATA 1.0能实现150 MB/s的传输速度,SATA 2.0能实现300 MB/S的传输速度,最新推出的SATA 3.0标准更是能实现600 MB/s的传输速度,大幅度提高了传输性能。另外,SATA接口支持热插拔,提高了CRC对数据,命令和状态包错误检查的能力,提高了接入的整体精确度。目前SATA应用非常广泛,但国内主要是购买国外的集成芯片,并无自主研发的成果。给出了一个完整的SATA主机端控制器的设计。以Xilinx公司的Virtex 4系列FPGA作为硬件开发平台,采用Microblaze软核处理器处理数据读写和中断命令,PLB总线传输命令和数据,Block RAM作为存储介质,通过SATA IP核模块与设备端进行数据的交互。根据SATA协议,建立了各个层次结构,并在各个层次根据功能进行了模块划分。对物理层状态机、带外信号控制、上电复位、链路层状态机、循环冗余校验、数据扰码等功能模块进行了设计与实现。接收设备端上电后发送的数据,并对设备的状态信息进行分析。采用Verilog HDL语言对所需控制器进行描述,并使用Xilinx ISE自带仿真器进行功能仿真,采用在线逻辑分析仪Chipscope pro进行下板调试。对Verilog进行代码优化,避免了竞争状态的产生,使得程序更加稳定。下板测试结果表明,控制器运行正确,与SATA协议描述功能吻合。