通用串行总线的概述

　　通用串行总线总线的供应商（UniversalSerialBus，USB），是一种用于将适用USB的外围设备连接到主机的外部总线结构，主要用在中速和低速的外设。通用串行总线同时又是一种通信协议，支持主机和USB的外围设备之间的数据传输。通用串行总线支持每秒12兆比特的数据速度。

　　使用通用串行总线，新的设备可以被添加到你的计算机上，而不需要添加适配卡或者甚至是需要将计算机关闭。通用串行总线外围总线标准是由康柏，IBM，DEC，Inter，微软，NEC，以及北方电信开发的，还有所有的计算机和设备供应商免费提供的技术。

　　通用串行总线的传输方式

　　通用串行总线提供了四种传输方式，以适应各种设备的需要。

　　1、控制传输方式：控制传输是双向传输，数据量通常较小，主要用来进行查询、配置和给通用串行总线设备发送通用的命令。控制传输主要用在主计算机和通用串行总线外设中端点０之间。

　　2、等时传输方式：等时传输提供了确定的带宽和间隔时间。它被用于时间严格并具有较强容错性的流数据传输，或者用于要求恒定的数据传送率的即时应用中。例如进行语音业务传输时，使用等时传输方式是很好的选择。

　　3、中断传输方式：中断方式传送是单向的并且对于主机来说只有输入的方式。中断传输方式主要用于定时查询设备是否有中断数据要传送，该传输方式应用在少量的、分散的、不可预测的数据传输。键盘、游戏杆和鼠标就属于这一类型。

　　4、大量传输方式：主要应用在没有带宽和间隔时间要求的大量数据的传送和接收，它要求保证传输。打印机和扫描仪属于这种类型。

　　通用串行总线特点

　　通用串行总线最初是由英特尔与微软公司倡导发起，其最大的特点是支持热插拔（Hotplug）和即插即用（Plug&Play）。当设备插入时，主机枚举（enumerate）此设备并加载所需的驱动程序，因此使用远比PCI和ISA总线方便。

　　通用串行总线速度比平行埠并联总线（ParellelBus，例如EPP、LPT）与串联埠总线（SerialPort，例如RS-232）等传统电脑用标准总线快上许多。原标准中USB1.1的最大传输带宽为12Mbps，USB2.0的最大传输带宽为480Mbps。

　　通用串行总线的设计为非对称式的，它由一个主机（host）控制器和若干通过hub设备以树形连接的设备组成。一个控制器下最多可以有5级hub，包括Hub在内，最多可以连接127个设备，而一台计算机可以同时有多个控制器。和SPI-SCSI等标准不同，USBhub不需要终结器。

　　通用串行总线可以连接的外设有鼠标、键盘、gamepad、游戏杆、扫描仪、数码相机、打印机、硬盘和网络部件。对数码相机这样的多媒体外设USB已经是缺省接口；由于大大简化了与计算机的连接，USB也逐步取代并口成为打印机的主流连接方式。2004年已经有超过1亿台USB设备；到2005年显示器和高清晰度数字视频外设是仅有的USB未能染指的外设类别，因为他们需要更高的传输速率。

　　通用串行总线的电气特性

　　详细的USB的电器特性的相关内容是在USB规范。而在此，仅列出用户所需注意的一些特性。如图1所示，呈现了在全速设备与PC主机之间电气特性的连接。除了Vcc（＋5V）与接地线外，需要特别注意的是D＋与D-的差动数据信号线。首先，在连接至USB收发器之前必须先串接9O～44Ω的电阻。而后根据不同的USB设各的传输速度（全速或低速），改变在设各端的提升电阻1．5×（1±5％）kΩ的位置。这个提升电阻，也可视为设各端电阻。对于全速设备（12Mbps），就将提升电阻接至D＋信号线与电源之间的位置。如果是低速设各（1．5Mbps），就将提升电阻接到D一信号线与电源之间的位置，如图1．15所示。这个电压源的范围为3．0～3．6V。但对于USB2。0的高速传输，这个提升电阻被省略，改以自动切换的方式。最后，D＋与D-两条信号线在PC主机的根集线器或集线器端同时接上15kΩ的下拉电阻并连至接地端。用户也可视这些下拉电阻为集线器端电阻。

　　整个PC主机与设备之间的电气特性是如何操作的呢？首先，在设备未连接至PC主机的根集线器或集线器的连接端口时，D＋与D-两条信号线因为下拉电阻的关系，几乎都视为接地，但是若有一个设各刚连接上时，由于提升电阻（1．5kΩ）与下拉电阻（15kΩ）形成了一个分压器；因此其中有一条数据信号线（D＋或D-）的电位将被提升至电压Vdc的90％左右。此时，当集线器检测到其中的一条数据信号线趋近3Vcc，而另外一条仍维持接地状态时就可确定有一设备已连接上。PC主机会不断地每隔一般时间来查询根集线器，检查D＋与D一的电位变化，以了解设备的连接状态