USB3.0的传输速度比目前数据传输水平快10倍以上,采用与现有的USB相同的架构,具有后向兼容标准,支持未来的光纤传输,并兼具传统USB技术的易用性和即插即用功能。本论文围绕USB3.0数据链路层设计展开研究开发工作,论文主要分为理论分析和设计实现两部分。在理论分析上,论文先从USB3.0标准协议出发,根据本人和所在研发团队的理解分析,简要介绍了USB3.0的基本架构及各部分的功能、通信机制、信息包、数据传输方式等基本概念,重点分析了数据链路层的实现原理,包括数据链路层的包定义、数据包的错误检查、数据包接收和发送的原理及处理方法等。在设计实现上,论文对USB3.0数据链路层进行了结构设计和模块划分,把数据链路层分为接收端、发送端、电源管理模块和控制器四部分,用Verilog硬件描述语言分别对每个模块进行RTL设计。RTL设计完成后,搭建了验证平台,先运用EDA软件仿真工具对各个模块及其互联形成的整个数据链路层进行功能仿真,然后下载到FPGA中进行硬件调试验证和性能分析。功能仿真和FPGA验证结果表明,设计基本能够达到预期的要求。