本文充分利用高速通用串行总线(USB2.0)所具有的传输速度快、支持热插拔、即插即用、易于扩展、占用的系统资源少等优点,将其与INMARSAT(国际海事卫星组织)卫星接收系统相结合,设计实现了一种将卫星数据采集、分析、处理与显示为一体的新的卫星数据采集系统。基于课题的研究内容,本论文首先对INMARSAT海事卫星系统的组成和信道类型进行了相关介绍,然后讲解了USB2.0总线技术,包括总线特征、数据流模型、传输类型以及USB2.0对比USB1.X的改善等。接着从项目实际应用的角度出发,将USB2.0接口技术应用到INMARSAT卫星接收系统中。在具体设计和实现部分,从芯片配置、固件设计、FPGA相关设计和主机软件程序等几个方面详细阐述了相关的设计细节和研究成果。在具体设计和实现部分,论文首先介绍了USB2.0接口芯片CY7C68013A的性能和特点,给出了具体的硬件设计方案,随后,根据芯片的内部配置以及固件框架,给出了芯片CY7C68013A的具体固件设计。在FPGA相关程序开发部分,不仅设计了FPGA相关状态机的逻辑电路,而且也给出了嵌入式软核Nios II的相关软件开发过程及运行结果。在介绍完设备驱动程序的设计后,根据INMARSAT通信协议,详细分析了基于Visual C++的主机应用程序设计过程,包括解扰、CRC校验、翻译等。课题运用USB2.0高速数据串行传输接口技术,将其应用到卫星数据采集系统,实现了数据串行高速传输,满足了高数据吞吐量要求,为卫星数据的采集提供了一种更有效、更经济、更方便的数据采集方法。