由于多媒體技術(shù)的發(fā)展對外設(shè)與主機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳輸率有了更高的需求，因此，usb總線技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。usb（universal serial bus)，翻譯為中文就是通用串行總線，是由conpaq，dec，ibm，inter，microsoft，nec和northen telecom等公司為簡化pc與外設(shè)之間的互連而共同研究開發(fā)的一種免費(fèi)的標(biāo)準(zhǔn)化連接器，它支持各種pc與外設(shè)之間的連接，還可實(shí)現(xiàn)數(shù)字多媒體集成。

　　usb接口的主要特點(diǎn)是：即插即用，可熱插拔。usb連接器將各種各樣的外設(shè)i/o端口合而為一，使之可熱插拔，具有自動(dòng)配置能力，用戶只要簡單地將外設(shè)插入到pc以外的總線中，pc就能自動(dòng)識別和配置usb設(shè)備。而且?guī)捀�，增加外設(shè)時(shí)無需在pc內(nèi)添加接口卡，多個(gè)usb集線器可相互傳送數(shù)據(jù)，使pc可以用全新的方式控制外設(shè)。usb可以自動(dòng)檢測和安裝外設(shè)，實(shí)現(xiàn)真正的即插即用。而usb的另一個(gè)顯著特點(diǎn)是支持“熱”插拔，即不需要關(guān)機(jī)斷電，也可以在正運(yùn)行的電腦上插入或拔除一個(gè)usb設(shè)備。隨著時(shí)間的推移，usb將成為pc的標(biāo)準(zhǔn)配置�；趗sb的外設(shè)將逐漸增多，現(xiàn)在滿足usb要求的外設(shè)有：調(diào)制解調(diào)器，鍵盤，鼠標(biāo)，光驅(qū)，游戲手柄，軟驅(qū)，掃描儀等，而非獨(dú)立性i/o連接的外設(shè)將逐漸減少。即主機(jī)控制式外設(shè)減少，智能控制控制外設(shè)增多。usb總線標(biāo)準(zhǔn)由1.1版升級到2.0版后，傳輸率由12mbps增加到了240mbps，更換介質(zhì)后連接距離由原來的5米增加到近百米。基于這點(diǎn)，usb也可以做生產(chǎn)isdn以及基于視頻的產(chǎn)品。如數(shù)據(jù)手套的數(shù)字化儀提供數(shù)據(jù)接口。usb總線結(jié)構(gòu)簡單，信號定義僅由2條電源線，2條信號線組成。

　　基本特性

　　1.usb的硬件結(jié)構(gòu)

　　usb采用四線電纜，其中兩根是用來傳送數(shù)據(jù)的串行通道，另兩根為下游（downstream)設(shè)備提供電源，對于高速且需要高帶寬的外設(shè)，usb以全速12mbps的傳輸數(shù)據(jù)；對于低速外設(shè)，usb則以1.5mbps的傳輸速率來傳輸數(shù)據(jù)。usb總線會根據(jù)外設(shè)情況在兩種傳輸模式中自動(dòng)地動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)換。usb是基于令牌的總線。類似于令牌環(huán)網(wǎng)絡(luò)或fddi基于令牌的總線。usb主控制器廣播令牌，總線上設(shè)備檢測令牌中的地址是否與自身相符，通過接收或發(fā)送數(shù)據(jù)給主機(jī)來響應(yīng)。usb通過支持懸掛/恢復(fù)操作來管理usb總線電源。usb系統(tǒng)采用級聯(lián)星型拓?fù)�，該拓�(fù)溆扇齻�(gè)基本部分組成：主機(jī)（host)，集線器（hub)和功能設(shè)備。

　　主機(jī)，也稱為根，根結(jié)或根hub，它做在主板上或作為適配卡安裝在計(jì)算機(jī)上，主機(jī)包含有主控制器和根集線器（root hub)，控制著usb總線上的數(shù)據(jù)和控制信息的流動(dòng)，每個(gè)usb系統(tǒng)只能有一個(gè)根集線器，它連接在主控制器上。
　　集線器是usb結(jié)構(gòu)中的特定成分，它提供叫做端口（port)的點(diǎn)將設(shè)備連接到usb總線上，同時(shí)檢測連接在總線上的設(shè)備，并為這些設(shè)備提供電源管理，負(fù)責(zé)總線的故障檢測和恢復(fù)。集線可為總線提供能源，亦可為自身提供能源（從外部得到電源），自身提供能源的設(shè)備可插入總線提供能源的集線器中，但總線提供能源的設(shè)備不能插入自身提供能源的集線器或支持超過四個(gè)的下游端口中，如總線提供能源設(shè)備的需要超過100ma電源時(shí)，不能同總線提供電源的集線器連接。

　　功能設(shè)備通過端口與總線連接。usb同時(shí)可做hub使用。

　　2.usb的軟件結(jié)構(gòu)

　　每個(gè)usb只有一個(gè)主機(jī)，它包括以下幾層:

　　(1)usb總線接口

　　usb總線接口處理電氣層與協(xié)議層的互連。從互連的角度來看，相似的總線接口由設(shè)備及主機(jī)同時(shí)給出，例如串行接口機(jī)（sie）。usb總線接口由主控制器實(shí)現(xiàn)。

　　(2)usb系統(tǒng)

　　usb系統(tǒng)用主控制器管理主機(jī)與usb設(shè)備間的數(shù)據(jù)傳輸。它與主控制器間的接口依賴于主控制器的硬件定義。同時(shí)，usb系統(tǒng)也負(fù)責(zé)管理usb資源，例如帶寬和總線能量，這使客戶訪問usb成為可能。usb系統(tǒng)還有三個(gè)基本組件：

　　主控制器驅(qū)動(dòng)程序（hcd）這可把不同主控制器設(shè)備映射到usb系統(tǒng)中。hcd與usb之間的接口叫hcdi，特定的hcdi由支持不同主控制器的操作系統(tǒng)定義，通用主控制器驅(qū)動(dòng)器（uhcd）處于軟結(jié)構(gòu)的最底層，由它來管理和控制主控制器。uhcd實(shí)現(xiàn)了與usb主控制器通信和控制usb主控制器，并且它對系統(tǒng)軟件的其他部分是隱蔽的。系統(tǒng)軟件中的最高層通過uhcd的軟件接口與主控制器通信。

　　usb驅(qū)動(dòng)程序（usbd）它在uhcd驅(qū)動(dòng)器之上，它提供驅(qū)動(dòng)器級的接口，滿足現(xiàn)有設(shè)備驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)的要求。usbd以i/o請求包（irps)的形式提供數(shù)據(jù)傳輸架構(gòu)，它由通過特定管道（pipe)傳輸數(shù)據(jù)的需求組成。此外，usbd使客戶端出現(xiàn)設(shè)備的一個(gè)抽象，以便于抽象和管理。作為抽象的一部分，usbd擁有缺省的管道。通過它可以訪問所有的usb設(shè)備以進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)的usb控制。該缺省管道描述了一條usbd和usb設(shè)備間通信的邏輯通道。

　　主機(jī)軟件　在某些操作系統(tǒng)中，沒有提供usb系統(tǒng)軟件。這些軟件本來是用于向設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序提供配置信息和裝載結(jié)構(gòu)的。在這些操作系統(tǒng)中，設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序?qū)?yīng)用提供的接口而不是直接訪問usbdi（usb驅(qū)動(dòng)程序接口）結(jié)構(gòu)。 <