通用串行總線的概述

　　通用串行總線總線的供應商（UniversalSerialBus，USB），是一種用于將適用USB的外圍設備連接到主機的外部總線結構，主要用在中速和低速的外設。通用串行總線同時又是一種通信協議，支持主機和USB的外圍設備之間的數據傳輸。通用串行總線支持每秒12兆比特的數據速度。

　　使用通用串行總線，新的設備可以被添加到你的計算機上，而不需要添加適配卡或者甚至是需要將計算機關閉。通用串行總線外圍總線標準是由康柏，IBM，DEC，Inter，微軟，NEC，以及北方電信開發的，還有所有的計算機和設備供應商免費提供的技術。

　　通用串行總線的傳輸方式

　　通用串行總線提供了四種傳輸方式，以適應各種設備的需要。

　　1、控制傳輸方式：控制傳輸是雙向傳輸，數據量通常較小，主要用來進行查詢、配置和給通用串行總線設備發送通用的命令。控制傳輸主要用在主計算機和通用串行總線外設中端點０之間。

　　2、等時傳輸方式：等時傳輸提供了確定的帶寬和間隔時間。它被用于時間嚴格并具有較強容錯性的流數據傳輸，或者用于要求恒定的數據傳送率的即時應用中。例如進行語音業務傳輸時，使用等時傳輸方式是很好的選擇。

　　3、中斷傳輸方式：中斷方式傳送是單向的并且對于主機來說只有輸入的方式。中斷傳輸方式主要用于定時查詢設備是否有中斷數據要傳送，該傳輸方式應用在少量的、分散的、不可預測的數據傳輸。鍵盤、游戲桿和鼠標就屬于這一類型。

　　4、大量傳輸方式：主要應用在沒有帶寬和間隔時間要求的大量數據的傳送和接收，它要求保證傳輸。打印機和掃描儀屬于這種類型。

　　通用串行總線特點

　　通用串行總線最初是由英特爾與微軟公司倡導發起，其最大的特點是支持熱插拔（Hotplug）和即插即用（Plug&Play）。當設備插入時，主機枚舉（enumerate）此設備并加載所需的驅動程序，因此使用遠比PCI和ISA總線方便。

　　通用串行總線速度比平行埠并聯總線（ParellelBus，例如EPP、LPT）與串聯埠總線（SerialPort，例如RS-232）等傳統電腦用標準總線快上許多。原標準中USB1.1的最大傳輸帶寬為12Mbps，USB2.0的最大傳輸帶寬為480Mbps。

　　通用串行總線的設計為非對稱式的，它由一個主機（host）控制器和若干通過hub設備以樹形連接的設備組成。一個控制器下最多可以有5級hub，包括Hub在內，最多可以連接127個設備，而一臺計算機可以同時有多個控制器。和SPI-SCSI等標準不同，USBhub不需要終結器。

　　通用串行總線可以連接的外設有鼠標、鍵盤、gamepad、游戲桿、掃描儀、數碼相機、打印機、硬盤和網絡部件。對數碼相機這樣的多媒體外設USB已經是缺省接口；由于大大簡化了與計算機的連接，USB也逐步取代并口成為打印機的主流連接方式。2004年已經有超過1億臺USB設備；到2005年顯示器和高清晰度數字視頻外設是僅有的USB未能染指的外設類別，因為他們需要更高的傳輸速率。

　　通用串行總線的電氣特性

　　詳細的USB的電器特性的相關內容是在USB規范。而在此，僅列出用戶所需注意的一些特性。如圖1所示，呈現了在全速設備與PC主機之間電氣特性的連接。除了Vcc（＋5V）與接地線外，需要特別注意的是D＋與D-的差動數據信號線。首先，在連接至USB收發器之前必須先串接9O～44Ω的電阻。而后根據不同的USB設各的傳輸速度（全速或低速），改變在設各端的提升電阻1．5×（1±5％）kΩ的位置。這個提升電阻，也可視為設各端電阻。對于全速設備（12Mbps），就將提升電阻接至D＋信號線與電源之間的位置。如果是低速設各（1．5Mbps），就將提升電阻接到D一信號線與電源之間的位置，如圖1．15所示。這個電壓源的范圍為3．0～3．6V。但對于USB2。0的高速傳輸，這個提升電阻被省略，改以自動切換的方式。最后，D＋與D-兩條信號線在PC主機的根集線器或集線器端同時接上15kΩ的下拉電阻并連至接地端。用戶也可視這些下拉電阻為集線器端電阻。

　　整個PC主機與設備之間的電氣特性是如何操作的呢？首先，在設備未連接至PC主機的根集線器或集線器的連接端口時，D＋與D-兩條信號線因為下拉電阻的關系，幾乎都視為接地，但是若有一個設各剛連接上時，由于提升電阻（1．5kΩ）與下拉電阻（15kΩ）形成了一個分壓器；因此其中有一條數據信號線（D＋或D-）的電位將被提升至電壓Vdc的90％左右。此時，當集線器檢測到其中的一條數據信號線趨近3Vcc，而另外一條仍維持接地狀態時就可確定有一設備已連接上。PC主機會不斷地每隔一般時間來查詢根集線器，檢查D＋與D一的電位變化，以了解設備的連接狀態