在很多的工程应用领域,需要用高帧频、高分辨率的MC1362相机拍摄实验现象,从而产生大量、高速的图像数据,如何将这些图像数据实时无损的存储下来,并且在事后可传至上位机进行后续图像的还原和处理是本文研究的重点。本文首先介绍研究的背景,然后根据任务需求给出系统的总体方案设计,之后将整个系统分为三个部分,分别为输入接口部分、SATA存储部分和上传模块部分,并详细介绍了每个部分的设计,输入接口部分主要接收从Camera Link接口传来的高速图像数据,SATA存储部分在深入研究SATA协议的基础上,采用模块化的设计方法,在单片FPGA中实现了SATA控制器,包括SATA协议的物理层、链路层、传输层和应用层,并完成了图像数据的存储；上传模块部分使用MPC8313E做主控芯片,构建嵌入式千兆以太网来实现图像数据的上传。整个系统实现了对高速相机输出的500MByte/s的高速数据的实时存储,在存储任务完成后,可通过千兆以太网接口以103Mbit/s的速度将存储的图像数据上传至上位机。