信息时代的到来使得硬盘日益成为信息存储的主要媒介,它由传统的PATA(并行ATA)硬盘发展到如今的SATA(串行ATA)硬盘。与传统PATA(也称IDE)硬盘相比,SATA硬盘采用了差分串行传输技术,具有更强的抗干扰能力、更高的传输速率、更低的传输电平、大幅减少接口针脚数目、支持热插拔等众多优点。SATAⅡ是SATA接口技术的第二代标准,它将硬盘的外部传输速率的理论值从第一代的1.5Gbps提高到3Gbps,基于这种技术的硬盘是目前硬盘市场的主流。随着人们对信息的存储安全越来越重视,如何防止硬盘信息被窃取是个人、政府部门、金融证券、企事业单位不得不考虑的问题。软件加密方法简单易行,但安全级别不高,容易被破译,而且占用系统资源、速度慢,尤其是对海量数据的处理。硬件加密的方法可以很好地解决软件加密的这些不足之处。因此,将SATA接口技术和硬盘加解密技术结合起来进行研究和设计,实现基于SATA接口的硬件加解密控制电路,具有重要的应用价值和研究价值。本文分析了SATAⅡ协议,包括物理层、链路层、传输层、命令和应用层。介绍了SATAⅡ加解密接口芯片的系统总体设计、模块划分、系统工作原理。重点讲述了利用Xilinx Virtex-5 FPGA的高速串行IO—吉比特收发器(GTP)进行物理层设计的过程,并对设计结果进行了实际板级验证。如何利用有限的条件对高位宽、功能和交互复杂的设计系统进行有效的调试,是本文的另一个重要内容。在实际的调试过程中,采用了一种利用在线逻辑分析仪捕获故障时刻前后的数据并进行导出,然后建立Testbench,利用实际数据来进行故障仿真复现,从而进行有效调试的方法。最后对基于FPGA的SATAⅡ加解密接口芯片的控制电路部分进行了测试和分析,设计取得了重大阶段性的成果,为进一步完整系统的融合及联调奠定了良好基础。