针对传统SATA控制器存储系统性能受限、安全性不足问题，提出并设计了一款可实现PCIe（peripheral component interconnect express）与SATA（serial advanced technology attachment）协议传输数据互转，基于SM4算法实现本地数据安全存储的高速安全存储SoC（system of chip）芯片。通过构建合理的片内PCIe与SATA互转数据传输通路，利用PCIe VIP（verification intellectual property）及UVM（universal verification methodology）技术搭建系统应用级仿真验证平台，设计基于SystemVerilog语言的源激励用例和C固件，利用脚本自动化控制实现仿真验证。仿真结果表明，该SoC芯片通路上各设备链路建立正确，实现PCIe与SATA互转通路数据正确传输，测试带宽472 MBps，基于SM4算法的本地安全存储加解密无误，SM4算法加解密带宽1.33 Gbps。根据仿真实验结果可知，该PCIe与SATA桥接转换SoC芯片架构设计是可行的，实现了本地数据的安全存储，为进一步进行数据高速转换访问、安全传输存储研究奠定了重要基础。