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通用串行总线(Universal Serial Bus)简称USB，是一种具有即插即用、高扩展性、高速稳定等优点的总线接口技术。从1996年USB-IF(USB实现者论坛)公布了USB1.0协议以来，USB技术得到迅速发展，在2000年升级到USB2.0，又于2008年11月升级到了USB3.0协议。如今USB已被广泛地应用于PC外设和便携式系统中，因此对USB IP核的研究开发提出了迫切的要求。本文就是针对这一形势，对USB IP核进行研究与设计。USB设备控制器中的功能控制器可以有两种不同的实现方案：一是采用硬件来实现，二是采用微控制器来实现。采用硬件实现的好处是集成度高，速度快，缺点是结构复杂，不便于升级换代。采用微处理器实现的好处是具有较好的通用性，可以根据客户的不同需求开发不同的设备，以便于升级和移植。本文设计的设备控制器是一款采用MCU6502来实现控制器功能的通用USB设备控制器。基于微控制器的实现方案，本文设计了一款全速USB2.0设备控制器。首先详细分析了USB的体系结构与通信协议，研究了USB设备控制器物理模块的整体架构。然后采用Top-Down的技术对整个USB设备控制器进行了模块划分，其主要模块包括：收发器、数字物理层、协议层、端点寄存器、数据缓冲区和功能接口。再次用Verilog HDL对每个模块进行编写，并针对各个子模块编写相应的激励测试文件，采用Modelsim仿真软件进行了仿真验证。最后采用Xinlix公司的ISE13.1对所设计的USB设备控制器IP核进行了逻辑综合，验证了IP核的可行性。