自从1994年USB规范被提出以来,USB技术已经得到了非常广泛的应用。各种USB设备层出不穷,在音频设备、通信设备、人机接口设备、大容量存储设备上都有了USB接口的身影。USB的出现也让某些接口如串口,并口,PS/2等的前景出现危机。USB的热插拔,自动安装驱动等特性也改变了人们以往对计算机硬件安装的看法。USB系统采用主从的方式进行设计,这样大部分工作可以在主机端完成,设备端的软硬件设计可以相对的简单,使得USB设备端接口功能广泛,价格低,从而能非常容易地普及到各个领域。但在这种主从方式下USB设备间的数据交换都必须通过USB主机。而通常的USB主机端都位于个人电脑PC上,由于PC携带不便,造成数据交换的不便,这样也使得USB设备间的数据交换很难脱离PC在移动领域中得到广泛的应用。本文的目的就是要设计并实现一个可集成在便携、移动产品上的USB主机控制器软核。目前它已经可以通过OPB总线接口集成到一个嵌入式的MicroBlaze系统中,并能与USB设备进行正常的通讯。利用这个USB主机控制器软核原型系统,可以实现2个大容量USB存储设备间的便捷有效的数据交换。本文一开始介绍了USB协议的由来及特点,以及它的数据通信结构和数据传输过程;接着是USB主机控制器逻辑部分的设计及其实现,详细介绍了总线接口、逻辑控制部分、物理接口、数据的存取等部分;随后介绍了USB主机控制器的软件分层及实现,包括USB主机控制器驱动,USB核心驱动,USB设备驱动,文件系统等;接下来是对MicroBlaze系统的介绍,以及如何将USB核集成到该系统的过程;最后是USB主机控制器的仿真与调试。