본 논문에서는 차세대 통신 플랫폼을 위한 PCI 익스프레스의 전송계층과 데이터 연결계층의 모든 기능을 지원하는 PCI 익스프레스 컨트롤러를 설계하였다. 설계된 컨트롤러를 효과적으로 제어하기 위해 8051 마이크로프로세서를 이용하였다. 또한, 본 논문에서는 PCI 익스프레스 컨트롤러와 8051 마이크로프로세서의 통합 검증을 위한 방법으로 벡터 생성 부분, 테스트 벤치, 그리고 메모리로 구성된 테스트 벤치를 하나의 가상 마이크로프로세서로 가정하였다. 그리고 PCI 익스프레스의 모든 프로토콜을 지원할 수 있는 어셈블리 수준의 명령어들을 테스트 벤치에 적용되도록 하였다. 특히 일반적인 기본 동작 검증과 설계 기반 검증에서 찾지 못한 특수 경우의 에러를 찾기 위한 검증을 위해 랜덤 검증 환경 및 테스트 파라미터를 정의 하였다. 제안된 검증 환경과 명령어를 통해 설계된 PCI 컨트롤러의 검증 결과 랜덤 테스트 검증을 통해 효과적으로 오류를 찾을 수 있었다.