随着计算机和外围设备的发展，传统的并行接口和串行接口在易用性和端口扩展等方面存在的缺陷逐渐暴露，使之越来越成为通信的瓶颈。在这种情况下，通用串行总线应运而生。USB2.0通用串行总线凭借其传输速率快、价格低廉、使用简单、协议灵活、接口标准化和易于端口扩展等优点，已经成为计算机接口技术的主流，在计算机外围设备和消费类电子领域正获得越来越多的应用。本文基于USB2.0的协议规范，设计了一款支持高速(480Mbps)和全速(12Mbps)传输USB2.0设备控制器。文中着重介绍了这款USB2.0设备控制器芯片的设计和验证工作，主要工作如下：1．提出了一种USB2.0设备控制器整体构架方案，重点研究了UTMI模块、协议处理模块和MCU接口模块的硬件电路功能的实现。2．从IP重用的角度出发，对USB2.0设备控制器的MCU接口模块进行优化设计，使其能更广泛应用于不同MCU系统中。3．研究了基于事务的验证方法，并对所设计的USB2.0设备控制器搭建了功能完备的验证平台，讨论了验证平台中总线功能模型(Bus Function Model，BFM)的设计方法。4．验证结果表明本文设计的USB2.0控制器在功能和时序上符合USB 2.0规范，达到了预期目标。本文所设计的USB2.0设备控制器芯片可以集成于多种MCU系统中，适于各类USB2.0设备的开发。本课题所取得的成果为USB2.0设备控制器后续的研究积累了经验，也为未来USB OTG接口芯片的开发奠定了坚实的基础。