随着企业数据中心对数据访问速度的要求越来越高，分离的存储网和以太网使得数据中心布局布线更加复杂，管理成本增大，因此设计高速统一的网络架构成为企业迫切的需求。以太网光纤通道（FCoE）使得数据中心网络的统一成为现实。研究与设计网络数据传输控制器是部署FCoE网络的重要前提条件。片上系统具有开发周期短、IP核复用性强、可靠性高、易扩展性及软硬件设计分离的特点，因此是进行大规模复杂数字系统设计的重要方法。本课题基于片上系统来实现网络数据传输控制器。针对服务器接入高速数据传输网络的需求，结合片上系统、以太网、存储网等技术，分别从硬件架构和软件架构的角度来进行网络数据传输控制器的研究与设计。分析了该网络数据传输控制器的应用环境，根据高速数据传输和FCoE存储协议的功能模型设计了一个结构和功能可扩展的片上系统。深入探讨了网络数据流在该传输控制器内部的流向，为软硬件结构设计奠定了基础。介绍了在该系统中起到关键作用的MAC层IP核、PLB_PCIE桥IP核、PLB总线IP核、MicroBlaze嵌入式处理器等。设计了功能寄存器组，基于嵌入式微内核操作系统编写了片上程序，并且对数据发送和接收模块进行了优化设计，实现了网络数据的传输。通过使用FPGA及ML605开发板作为所设计的网络数据传输控制器的载体，使得整个系统方案的设计、实现、验证和测试更加便捷。本课题所设计的网络数据传输控制器结合了普通网络适配器和存储适配器的特点，具有进行数据传输的基本功能，以及应用于FCoE存储网络的条件。通过对实验测试结果的分析，验证了网络数据传输控制器的功能，给出了数据传输速度的优化方法。该网络数据传输控制器的研究，为大规模高速网络数据传输及FCoE存储网络接口控制器的实现奠定了基础。