USB2.0设备应用非常广泛,设计具有自主知识产权的USB2.0IP核具有很大的意义。本文介绍一种USB2.0设备控制芯片IP核的设计,并且主要对其中的主控制器的设计进行介绍。该USB2.0IP核通过UTMI接口与USB2.0总线进行通信。在硬件上分为六个部分:微处理器(MCU)、串行接口引擎(SIE)、端点缓冲区(EPB)、主控制模块(MCTL)、通用可编程接口及多总线接口(GPMB)、MCU总线接口(MITF),其中GPMB模块内部还嵌入了FLASH控制器模块。MCU模块控制整个芯片的运作。EPB模块作为各个端点的数据缓冲,用于暂存与USB总线通信的数据。GPMB模块为外围接口模块,用于连接外围设备,其中的FLASH控制器可以用于与FLASH芯片进行接口。主控制器模块用于端点缓冲区数据的存取,其中的DMA控制器可以在MCU不参与的情况下传输数据,提高效率。串行接口引擎(SIE)模块为USB2.0的链路层协议处理模块,为整个IP核的核心部分,分为两个子模块——Sie_Pkt(包处理模块)和Sie_Sil(系统接口逻辑)。Sie_Pkt负责处理USB包,Sie_Sil用于与MCU进行接口,包含MCU可访问的用于协议控制的寄存器,同时产生Sie_Pkt所需要的一些控制信号。最后MITF模块用于各个模块与MCU模块之间的总线控制。通过软件的仿真和验证,并且已经在一个FPGA系统上得到了实现。这个FPGA系统可以正确的工作,表明了USB2.0IP核设计是正确的。