随着信息时代的到来，高速的数据传输使并行的ATA技术的缺陷越来越明显，而串行ATA技术以其支持热插拔、传输速度快的优势在硬盘领域得到广泛的应用。为了提高了数据传输的可靠性，串行ATA技术添加了CRC校验模块和加解扰模块，同时其本身也在不断的改进，数据传输带宽不断的提高。在片上可编程系统的设计中，尽管Xilinx公司和Alteral公司均提供串行ATA的IP核，但是这些IP核主要面向IC设计的，在灵活性和性能等方面有众多限制。因此，在固态电子硬盘取代传统机械磁盘的趋势下，研究串行ATA技术应用具有重要的意义。　　论文研究SATAⅡ协议规范，在Xilinx Virtex-5开发板上设计并实现SATAⅡ协议的IP核。在论文中，首先研究FPGA设计原理和用户自定义IP核的方法，然后设计SATAⅡ协议IP核的方案，根据SATAⅡ协议的体系结构和每层数据通信的原理，将SATA IP核的结构分为物理层、链路层、传输层和应用层。在此基础上，设计每层的逻辑结构，并划分功能模块。　　在物理层设计中，根据物理层通信原理，设计控制状态机，并使用GTP收发器实现数据的高速串行传输；在链路层设计中，根据原语功能和链路层通信原理，设计16b/20b编解码模块、加解扰模块、CRC校验模块以及控制模块，并将控制模块划分为空闲状态机、接收状态机、发送状态机以及电源管理状态机，同时为了提高数据处理的速率，并行化设计加解扰模块和CRC校验模块；在传输层设计中，根据帧类型和帧结构，设计解帧压帧模块和空闲状态机，并实现对映射地址寄存器访问；在应用层设计中，分析设备端的命令协议并通过研究PIO data-in命令、DMA data-in命令以及PACKET命令说明应用层命令执行的过程，设计映射地址寄存器模块以及应用层的接口部分，通过接口实现与PLB总线的连接。　　最后，论文对设计的SATAⅡ协议IP核进行综合和优化，实现对SATAⅡ协议发送命令、发送数据和接收数据的仿真。