目前,USB接口特点众多,比如传输速率快、即插即用、灵活性高、成本低、简便易用等特点,USB接口越来越受消费者、研究者的青睐,它的研究投入也就随之增加,如此USB接口得到了迅猛的发展,设备的数量和种类随之极巨增长。据专业机构报导,2010年USB电子产品年发货量就从2005年的13亿增至27.9亿。所以本论文的研究具有很大的市场价值以及广泛的应用前景。本论文通过对USB协议规范的研究,并参照Cypress Semiconductor的EZ-USB FX2系列CY7C68013的结构,设计了一种能同时支持全速和高速数据传输的USB2.0设备接口,并进行了FPGA的验证和测试。本论文做了如下主要工作：首先,从多方面对USB2.0体系结构和USB2.0通信协议做较为详细的分析,其主要内容有体系结构、物理接口特性、数据通信流及协议规范等。其次,对FPGA的设计流程进行了研究,简要介绍了本论文开发芯片的设计流程以及使用的开发软件。接着,参照CY7C68013的结构基础,从PHY模块、UTMI模块、协议层PL模块、控制和状态寄存器模块、存储器和仲裁器模块对论文所设计的USB2.0设备接口进行了详细的描述。最后,使用Xilinx的ISE软件,对各个模块进行Verilog HDL语言描述,并编写各个模块的testbench,使用第三方的ModelSim仿真软件进行功能仿真,仿真结果表明该设备接口系统设计逻辑完整、时序正确能够实现与主机的数据通信,得到了比较好的效果,验证了该设计方案的可行性。