高速数据存储技术可应用于电子、通信、数据采集等各个领域,随着电子技术、社会生活不断发展进步,传统数据存储技术难以满足目前高速存储的要求,SATA作为目前存储领域研究热点和主流硬盘接口,具有存储速率快、可扩展能力强等优点。针对高速、大容量数据的存储问题,研究SATA接口双硬盘控制技术具有重要意义。首先,研究并分析了SATA协议,包括协议物理层、链路层、传输层、应用层以及内部关键模块的功能和设计原理,为后续的设计奠定了理论基础。然后,在理解物理层和链路层原理的基础上,研究了SATA物理层、链路层及其内部功能模块的设计与实现方法。研究了物理层参考时钟模块,GTX模块,初始化状态机,数据接收、发送模块；实现底层协调控制、数据收发,与链路层的数据通信、状态信号传输。研究了链路层发送、接收帧状态机,CRC,扰码模块设计方法,实现帧数据的传输控制。根据需求选择Xilinx XC7K325T为主控芯片,设计了硬件方案,包括时钟模块、硬件复位模块,SATA接口及预加重模块,实现了两种SATA链路连接方案。为满足大容量设计需求,设计了双硬盘控制模块,提高了数据速率和存储容量,并实现了总体设计方案。最后,利用ChipScope调试工具结合读写验证逻辑测试了设计的控制器及硬件平台。结果表明,该SATA接口双硬盘控制模块功能良好,能够准确完成连续地址读、写等操作,数据传输速度高于300MB/s,满足高速、大容量数据存储系统的要求,具有一定的应用推广价值。