主要特點
usb接口的主要特點是:即插即用,可熱插拔。usb連線器將各種各樣的外設i/o連線埠合而為一,使之可熱插拔,具有自動配置能力,用戶只要簡單地將外設插入到pc以外的匯流排中,pc就能自動識別和配置usb設備。而且頻寬更大,增加外設時無需在pc內添加接口卡,多個usb集線器可相互傳送數據,使pc可以用全新的方式控制外設。usb可以自動檢測和安裝外設,實現真正的即插即用。而usb的另一個顯著特點是支持“熱”插拔,即不需要關機斷電,也可以在正運行的電腦上插入或拔除一個usb設備。隨著時間的推移,usb將成為pc的標準配置。基於usb的外設將逐漸增多,現在滿足usb要求的外設有:數據機,鍵盤,滑鼠,光碟機,遊戲手柄,軟碟機,掃瞄器等,而非獨立性i/o連線的外設將逐漸減少。即主機控制式外設減少,智慧型控制控制外設增多。usb匯流排標準由1.1版升級到2.0版後,傳輸率由12mbps增加到了240mbps,更換介質後連線距離由原來的5米增加到近百米。基於這點,usb也可以做生產isdn以及基於視頻的產品。如數據手套的數位化儀提供數據接口。usb匯流排結構簡單,信號定義僅由2條電源線,2條信號線組成。
硬體結構
usb採用四線電纜,其中兩根是用來傳送數據的串列通道,另兩根為下游(downstream)設備提供電源,對於高速且需要高頻寬的外設,usb以全速12mbps的傳輸數據;對於低速外設,usb則以1.5mbps的傳輸速率來傳輸數據。usb匯流排會根據外設情況在兩種傳輸模式中自動地動態轉換。usb是基於令牌的匯流排。類似於令牌環網路或fddi基於令牌的匯流排。usb主控制器廣播令牌,匯流排上設備檢測令牌中的地址是否與自身相符,通過接收或傳送數據給主機來回響。usb通過支持懸掛/恢復操作來管理usb匯流排電源。usb系統採用級聯星型拓撲,該拓撲由三個基本部分組成:主機(host),集線器(hub)和功能設備。
軟體結構
每個usb只有一個主機,它包括以下幾層: (1)usb匯流排接口 usb匯流排接口處理電氣層與協定層的互連。從互連的角度來看,相似的匯流排接口由設備及主機同時給出,例如串列接口機(sie)。usb匯流排接口由主控制器實現。 (2)usb系統 usb系統用主控制器管理主機與usb設備間的數據傳輸。它與主控制器間的接口依賴於主控制器的硬體定義。同時,usb系統也負責管理usb資源,例如頻寬和匯流排能量,這使客戶訪問usb成為可能。usb系統還有三個基本組件: 主控制器驅動程式(hcd)這可把不同主控制器設備映射到usb系統中。hcd與usb之間的接口叫hcdi,特定的hcdi由支持不同主控制器的作業系統定義,通用主控制器驅動器(uhcd)處於軟結構的最底層,由它來管理和控制主控制器。uhcd實現了與usb主控制器通信和控制usb主控制器,並且它對系統軟體的其他部分是隱蔽的。系統軟體中的最高層通過uhcd的軟體接口與主控制器通信。 usb驅動程式(usbd)它在uhcd驅動器之上,它提供驅動器級的接口,滿足現有設備驅動器設計的要求。usbd以i/o請求包(irps)的形式提供數據傳輸架構,它由通過特定管道(pipe)傳輸數據的需求組成。此外,usbd使客戶端出現設備的一個抽象,以便於抽象和管理。作為抽象的一部分,usbd擁有預設的管道。通過它可以訪問所有的usb設備以進行標準的usb控制。該預設管道描述了一條usbd和usb設備間通信的邏輯通道。 主機軟體 在某些作業系統中,沒有提供usb系統軟體。這些軟體本來是用於向設備驅動程式提供配置信息和裝載結構的。在這些作業系統中,設備驅動程式將套用提供的接口而不是直接訪問usbdi(usb驅動程式接口)結構。