通用串行接口

usb接口的主要特點是：即插即用，可熱插拔。usb連接器將各種各樣的外設i/o端口合而為一，使之可熱插拔，具有自動配置能力，用户只要簡單地將外設插入到pc以外的總線中，pc就能自動識別和配置usb設備。而且帶寬更大，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的另一個顯着特點是支持“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。隨着時間的推移，usb將成為pc的標準配置。基於usb的外設將逐漸增多，滿足usb要求的外設有：調制解調器，鍵盤，鼠標，光驅，遊戲手柄，軟驅，掃描儀等，而非獨立性i/o連接的外設將逐漸減少。即主機控制式外設減少，智能控制控制外設增多。usb總線標準由1.1版升級到2.0版後，傳輸率由12mbps增加到了240mbps，更換介質後連接距離由原來的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。如數據手套的數字化儀提供數據接口。usb總線結構簡單，信號定義僅由2條電源線，2條信號線組成。

usb採用四線電纜，其中兩根是用來傳送數據的串行通道，另兩根為下游（downstream）設備提供電源，對於高速且需要高帶寬的外設，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總線會根據外設情況在兩種傳輸模式中自動地動態轉換。usb是基於令牌的總線。類似於令牌環網絡或fddi基於令牌的總線。usb主控制器廣播令牌，總線上設備檢測令牌中的地址是否與自身相符，通過接收或發送數據給主機來響應。usb通過支持懸掛/恢復操作來管理usb總線電源。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。

每個usb只有一個主機，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議層的互連。從互連的角度來看，相似的總線接口由設備及主機同時給出，例如串行接口機（sie）。usb總線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件定義。同時，usb系統也負責管理usb資源，例如帶寬和總線能量，這使客户訪問usb成為可能。usb系統還有三個基本組件： 　主控制器驅動程序（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操作系統定義，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，並且它對系統軟件的其他部分是隱蔽的。系統軟件中的最高層通過uhcd的軟件接口與主控制器通信。 　usb驅動程序（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使客户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擁有缺省的管道。通過它可以訪問所有的usb設備以進行標準的usb控制。該缺省管道描述了一條usbd和usb設備間通信的邏輯通道。 　主機軟件　在某些操作系統中，沒有提供usb系統軟件。這些軟件本來是用於向設備驅動程序提供配置信息和裝載結構的。在這些操作系統中，設備驅動程序將應用提供的接口而不是直接訪問usbdi（usb驅動程序接口）結構。