隨著科學技術水平的不斷提高，數字集成電路被廣泛應用。通用串行總線usb(Universal Serial Bus)是計算機與外圍設備互連的標準接口之一，是一種點對點的通信接口，可同時支持多個外圍設備。usb2.0規范的通信速率非常高，其峰值可達480Mbit/s，使得它已經成為目前最流行的外設接口標準。FPGA芯片是今后電子產品發展的趨勢，帶有usb接口的FPGA系統將有很好的市場需求和發展前景。
論文主要從研究FPGA的結構、Xilinx公司Spartan3F系列中的XC3S400的引腳功能、了解FPGA開發流程、熟悉usb2.0的通信協議以及驅動的一些基本知識入手，目的是完成帶有usb接口的FPGA的PCB板的制作和FPGA內部程序的編寫以及usb固件的開發。結合了Cypress公司的上位機，開發了基于usb接口的FPGA和PC機通信系統，能夠進行數據傳輸。論文研究了Xilinx的3S400芯片的內部結構和各個引腳的功能，設計了關于Xilinx的3S400最小系統電路圖，在Xilinx的FPGA的開發環境，編寫了FPGA的代碼。由于FPGA內嵌的usb2.0的內核價格昂貴，需要向生產FPGA的芯片廠商購買，因此論文選擇了外接usb芯片，雖然增加了PCB板的面積，但其開發成本較低，且技術成熟，大多數usb通信研究者進行廣泛研究。論文在詳細介紹了usb2.0的通信協議，Cypress公司生產的CY7C68013芯片的結構，以及其固件的開發基礎上，開發了基于FPGA的usb與PC機的通信系統，該通信系統可以和上位機進行點對點的數據傳輸，為大批量的數據通信產品的開發提供了研究和生產的基礎。
