针对目前PC与其外围设备的接口瓶颈问题，提出了基于USB2.0标准协议的外围控制芯片的IP核的设计，该芯片支持USB高速传输模式、兼容USB1.1的传输协议并具有灵活、通用的接口，可在多种ASIC或FPGA中复用。 首先论文分析了USB2.0的传输协议，并针对USB2.0接口在图像传输系统中的应用，利用CYPRESS公司的EZ-USB FX2开发板对USB2.0的各种传输模式进行了实验。由此为开发新一代的USB2.0高速传输接口芯片奠定了理论与实践的基础。 然后具体实现了该外围控制芯片。首先介绍了该外围控制IP所采用的设计流程，接着阐述了系统级的设计，主要包括内存结构、传输模式检测、控制端点与非控制端点的实现、配置有限状态机、配置ROM、中断请求、恢复／挂起功能、系统时钟域与复位以及各种接口电路的设计。然后从模块的算法级设计的角度，着重讨论了控制传输模块端点0的设计，主要包括输出逻辑功能块、输入逻辑功能块、特殊逻辑功能块和配置逻辑功能块。之后，介绍了此IP核的系统仿真平台和功能仿真平台，并对端点0的各个逻辑功能块的功能仿真的结果进行了分析。此外，在TSMC的综合库的支持下，完成了对此功能IP的门级仿真。 最后，通过与MCU软核和PC-camera控制软核的整合，完成了对USB2.0外围逻辑功能控制IP的FPGA验证。在FPGA验证环境建立的同时，一个完整的图像传输系统被搭建。就此图像传输系统，对USB2.0的外围控制IP的各种工作模式、西安理工大学硕士学位论文中断请求、远程唤醒功能和四种传输方式进行了系统的验证。验证结果与预定设计指标完全吻合。值得一提的是，目前采用嵌入USB2.0接口IP的图像传输系统与以前嵌入USBI.1接口IP的产品相比，将图像传输的帧率提高了近25倍，彻底解决了以往PC与外设之间的图像传输瓶颈问题。