海量数据存储、多媒体等新兴技术的应用对接口传输速度、传输距离等方面提出更高的要求，并行接口由于码间干扰、信号偏移、串音干扰和直流偏置的影响，使得传输频率难以继续提高和传输距离难以加长。多种高性能串行传输接口，使用嵌入式时钟、点对点拓扑结构、低压差分信号模式和数据编码等新技术，具有更好的传输性能和发展前景。　　本文重点研究了SATA接口协议的基本内容、框架结构和技术指标，对其数据结构、设备的连接、编码方式、分层模型、以及各层的状态转换过程等内容进行了全面透彻的探讨。对现有的SATA硬盘控制方式进行了讨论，包括利用ATA端口的转接芯片、使用基于PCI/PCI-X的SATA控制芯片、主板南桥内部集成适配器以及设计编写基于FPGA与ASIC的SATAIP核等方法。　　本文着重分析了SATA硬盘的控制器的实现途径，在现有条件基础上提出两种解决方案：使用桥接芯片和编写IP核。对第一种方案，使用JM20330桥接芯片设计制作电路板，在线性能测试结果表明该方案能够满足项目的要求。对第二种方案提出了完整的设计方案和具体的实现方法，利用FPGA和HotLinkII物理层接口构建控制系统。说明了该接口芯片的控制与使用方法，并用VHDL编写了重要功能模块以及各逻辑层控制过程状态机，并在QuartusII中对各功能模块进行了编译和时序仿真，完成IP核的主要功能设计。