通用串行接口（USB）,USB的工作原理是什么?

由于多媒體技術(shù)的發(fā)展對(duì)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(jiǎn)化PC與外設(shè)之間的互連而共同研究開(kāi)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(jiǎn)單地將外設(shè)插入到PC以外的總線中，PC就能自動(dòng)識(shí)別和配置USB設(shè)備。而且?guī)捀螅黾油庠O(shè)時(shí)無(wú)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(cè)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?；赨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(pán)，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(jí)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(lái)的5米增加到近百米?；谶@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(jiǎn)單，信號(hào)定義僅由2條電源線，2條信號(hào)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(lái)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(duì)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(duì)于低速外設(shè)，USB則以1.5Mbps的傳輸速率來(lái)傳輸數(shù)據(jù)。USB總線會(huì)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(cè)令牌中的地址是否與自身相符，通過(guò)接收或發(fā)送數(shù)據(jù)給主機(jī)來(lái)響應(yīng)。USB通過(guò)支持懸掛/恢復(fù)操作來(lái)管理USB總線電源。USB系統(tǒng)采用級(jí)聯(lián)星型拓?fù)洌撏負(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(cè)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(cè)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(guò)四個(gè)的下游端口中，如總線提供能源設(shè)備的需要超過(guò)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(guò)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(lái)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(wèn)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(lái)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(duì)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(guò)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(jí)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(qǐng)求包（IRPs)的形式提供數(shù)據(jù)傳輸架構(gòu)，它由通過(guò)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(guò)它可以訪問(wèn)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(méi)有提供USB系統(tǒng)軟件。這些軟件本來(lái)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(wèn)USBDI（USB驅(qū)動(dòng)程序接口）結(jié)構(gòu)。

（3）USB客戶軟件

它是位于軟件結(jié)構(gòu)的最高層，負(fù)責(zé)處理特定USB設(shè)備驅(qū)動(dòng)器?？蛻舫绦?qū)用枋鏊兄苯幼饔糜谠O(shè)備的軟件入口。當(dāng)設(shè)備被系統(tǒng)檢測(cè)到后，這些客戶程序?qū)⒅苯幼饔糜谕鈬布?。這個(gè)共享的特性將USB系統(tǒng)軟件置于客戶和它的設(shè)備之間，這就要根據(jù)USBD在客戶端形成的設(shè)備映像由客戶程序?qū)λM(jìn)行處理。

主機(jī)各層有以下功能：

檢測(cè)連接和移去的USB設(shè)備。

管理主機(jī)和USB設(shè)備間的數(shù)據(jù)流。

連接USB狀態(tài)和活動(dòng)統(tǒng)計(jì)。

控制主控制器和USB設(shè)備間的電氣接口，包括限量能量供應(yīng)。

HCD提供了主控制器的抽象和通過(guò)USB傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的主控制器視角的一個(gè)抽象。USBD提供了USB設(shè)備的抽象和USBD客戶與USB功能間數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊粋€(gè)抽象。USB系統(tǒng)促進(jìn)客戶和功能間的數(shù)據(jù)傳輸，并作為USB設(shè)備的規(guī)范接口的一個(gè)控制點(diǎn)。USB系統(tǒng)提供緩沖區(qū)管理能力并允許數(shù)據(jù)傳輸同步于客戶和功能的需求。

3.USB的數(shù)據(jù)流傳輸

主控制器負(fù)責(zé)主機(jī)和USB設(shè)備間數(shù)據(jù)流的傳輸。這些傳輸數(shù)據(jù)被當(dāng)作連續(xù)的比特流。每個(gè)設(shè)備提供了一個(gè)或多個(gè)可以與客戶程序通信的接口，每個(gè)接口由0個(gè)或多個(gè)管道組成，它們分別獨(dú)立地在客戶程序和設(shè)備的特定終端間傳輸數(shù)據(jù)。USBD為主機(jī)軟件的現(xiàn)實(shí)需求建立了接口和管道，當(dāng)提出配置請(qǐng)求時(shí)，主控制器根據(jù)主機(jī)軟件提供的參數(shù)提供服務(wù)。

USB支持四種基本的數(shù)據(jù)傳輸模式：控制傳輸，等時(shí)傳輸，中斷傳輸及數(shù)據(jù)塊傳輸。每種傳輸模式應(yīng)用到具有相同名字的終端，則具有不同的性質(zhì)。

控制傳輸類型　支持外設(shè)與主機(jī)之間的控制，狀態(tài)，配置等信息的傳輸，為外設(shè)與主機(jī)之間提供一個(gè)控制通道。每種外設(shè)都支持控制傳輸類型，這樣主機(jī)與外設(shè)之間就可以傳送配置和命令/狀態(tài)信息。

等時(shí)（lsochronous)傳輸類型　支持有周期性，有限的時(shí)延和帶寬且數(shù)據(jù)傳輸速率不變的外設(shè)與主機(jī)間的數(shù)據(jù)傳輸。該類型無(wú)差錯(cuò)校驗(yàn)，故不能保證正確的數(shù)據(jù)傳輸，支持像計(jì)算機(jī)－電話集成系統(tǒng)（CTI）和音頻系統(tǒng)與主機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸。

中斷傳輸類型　支持像游戲手柄，鼠標(biāo)和鍵盤(pán)等輸入設(shè)備，這些設(shè)備與主機(jī)間數(shù)據(jù)傳輸量小，無(wú)周期性，但對(duì)響應(yīng)時(shí)間敏感，要求馬上響應(yīng)。

數(shù)據(jù)塊（Bulk)傳輸類型　支持打印機(jī)，掃描儀，數(shù)碼相機(jī)等外設(shè)，這些外設(shè)與主機(jī)間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量大，USB在滿足帶寬的情況下才進(jìn)行該類型的數(shù)據(jù)傳輸。

USB采用分塊帶寬分配方案，若外設(shè)超過(guò)當(dāng)前帶寬分配或潛在的要求，則不能進(jìn)入該設(shè)備。同步和中斷傳輸類型的終端保留帶寬，并保證數(shù)據(jù)按一定的速率傳送。集中和控制終端按可用的最佳帶寬來(lái)傳輸傳輸數(shù)據(jù)。

USB應(yīng)用

USB連接器可以輕松地為計(jì)算機(jī)添加設(shè)備，同時(shí)不占用計(jì)算機(jī)的并口和串口。只要將設(shè)備一插就可以使用了。但它有時(shí)也難以使用。

讓計(jì)算機(jī)支持USB
現(xiàn)在大部分的計(jì)算機(jī)都有USB端口。而一些老式的計(jì)算機(jī)則沒(méi)有USB端口的，只有USB連接器，但它是不起作用的，你可以在啟動(dòng)計(jì)算機(jī)時(shí)查看BIOS，確定它是否支持USB。你可選擇USB　Legacy支持選項(xiàng)（如果有該選項(xiàng)的話）。如果你的老式主板真的不支持USB設(shè)備，你只有去買(mǎi)一塊USB連接卡，這就可以把USB設(shè)備添加到你的計(jì)算機(jī)里了。

讓W(xué)INDOWS操作系統(tǒng)支持USB
現(xiàn)在的WINDOWS　98對(duì)很多外設(shè)都提供了全面的支持。只有WINDOWS　3.X及更早版本的WINDOWS及WINDOWS　NT都不支持USB，如果你想查看你的計(jì)算機(jī)是否安裝了USB控制器，可進(jìn)入“控制面板”，雙擊其中的“系統(tǒng)”圖標(biāo)，然后選擇“設(shè)備管理器”選項(xiàng)卡。你就會(huì)看到“通用串口總線控制器”點(diǎn)擊該控制器，你會(huì)看到兩個(gè)項(xiàng)目：Universal Host Controller和Unicersal Root Hub。如果你還沒(méi)有安裝USB的驅(qū)動(dòng)程序，則從你的WINDOWS安裝光盤(pán)的OTHERUSB文件夾中找到這些項(xiàng)目，雙擊Usbsupp.exe即可安裝USB驅(qū)動(dòng)程序。

讓計(jì)算機(jī)連接更多的USB設(shè)備
一般的計(jì)算機(jī)只有兩個(gè)USB端口，如果你想連接更多的USB外設(shè)，則利用USB集線器，該集線器可提供多個(gè)USB端口，你只要將該集線器直接插入你的計(jì)算機(jī)即可。有了足夠的USB端口，你就可以最多連入127個(gè)USB設(shè)備。

USB為計(jì)算機(jī)外設(shè)輸入輸出提供了新的接口標(biāo)準(zhǔn)。它使設(shè)備具有熱插拔，即插即用，自動(dòng)配置的能力，并標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)備連接。USB的級(jí)聯(lián)星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)大大擴(kuò)充了外設(shè)數(shù)量，使增加，使用外設(shè)更加便捷，快速。而新提出的USB2.0標(biāo)準(zhǔn)更是將數(shù)據(jù)傳輸速率提高到了一個(gè)新的高度，這是具有美好的應(yīng)用前景。
如今，人們購(gòu)買(mǎi)的所有計(jì)算機(jī)的后面幾乎都配有一個(gè)或多個(gè)通用串行總線接口。通過(guò)這些USB接口，您可以將從鼠標(biāo)到打印機(jī)的各種設(shè)備連接到計(jì)算機(jī)上，既方便又快捷。此外，操作系統(tǒng)也支持USB，這使設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的安裝變得快捷而簡(jiǎn)單。與其他將設(shè)備與計(jì)算機(jī)相連的方式相比（包括并行接口、串行接口以及您在計(jì)算機(jī)機(jī)箱內(nèi)安裝的特殊卡），USB設(shè)備真是簡(jiǎn)單至極！

在本文中，我們將從用戶和技術(shù)這兩個(gè)角度來(lái)介紹USB接口。您將了解到USB系統(tǒng)為何如此靈活，它如何能夠支持如此多的設(shè)備。您將會(huì)切實(shí)感受到，這真是一種神奇的系統(tǒng)！

如果您使用計(jì)算機(jī)已有兩三年時(shí)間，那么一定知道，過(guò)去將設(shè)備連接到計(jì)算機(jī)上是一件讓人十分頭痛的事情，而這也正是通用串行接口在努力解決的問(wèn)題。

• 過(guò)去，打印機(jī)都是連接到并行打印接口，而大多數(shù)計(jì)算機(jī)只有一個(gè)接口。諸如Zip驅(qū)動(dòng)器之類的裝置需要與計(jì)算機(jī)建立高速連接，它們也要使用并行接口，但通常成功率很低，且速度不快。
• 調(diào)制解調(diào)器使用的是串行接口，而一些打印機(jī)以及諸如掌上電腦和數(shù)碼相機(jī)等的特殊設(shè)備也使用串行接口。大多數(shù)計(jì)算機(jī)最多有兩個(gè)串行接口，而且在多數(shù)情況下它們的速度都很慢。
  
• 那些需要高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑O(shè)備會(huì)被制成專用硬卡，這就需要將它們裝在計(jì)算機(jī)機(jī)箱的卡槽中。遺憾的是，這些卡槽的數(shù)目也是有限的，而且為某些硬卡安裝驅(qū)動(dòng)程序非常復(fù)雜，您恐怕需要請(qǐng)一位專家?guī)兔Σ拍芨愣ā?

USB的目標(biāo)就是結(jié)束這些令人頭痛的麻煩。通用串行總線提供的方法單一、規(guī)范且易于使用，它可以將多達(dá)127臺(tái)設(shè)備連接到計(jì)算機(jī)上。

如今生產(chǎn)的所有外設(shè)幾乎都配有USB端口。下面列舉了一些現(xiàn)在可以買(mǎi)到的USB設(shè)備：

• 打印機(jī)
• 掃描儀
• 鼠標(biāo)
• 操縱桿
• 模擬飛行操縱桿
• 數(shù)碼相機(jī)
• 網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)
• 科學(xué)數(shù)據(jù)采集設(shè)備
• 調(diào)制解調(diào)器
• 揚(yáng)聲器
• 電話
• 視頻電話
• 存儲(chǔ)設(shè)備，如Zip驅(qū)動(dòng)器
• 網(wǎng)絡(luò)連接

將USB設(shè)備連接到計(jì)算機(jī)上非常簡(jiǎn)單——您只需在計(jì)算機(jī)上找到USB接口，然后插入U(xiǎn)SB接頭即可。

<-- Photo courtesy< font> -->個(gè)人計(jì)算機(jī)背面的典型USB插孔為方型插孔。

<-- Photo courtesy< font> -->稱為“A”接口的典型USB接頭

如果是一個(gè)新設(shè)備，操作系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)檢測(cè)到它，并尋找驅(qū)動(dòng)程序。如果設(shè)備已經(jīng)安裝，則計(jì)算機(jī)會(huì)激活該設(shè)備，并開(kāi)始與之對(duì)話。此后，您便可以隨時(shí)連接和斷開(kāi)USB設(shè)備了。

許多USB設(shè)備都自帶內(nèi)置線纜，線纜上配有“A”接口。如果未提供內(nèi)置線纜，則設(shè)備上會(huì)有一個(gè)用于插入U(xiǎn)SB“B”接頭的插孔。

<-- Photo courtesy< font> -->典型的“B”接頭

USB標(biāo)準(zhǔn)使用“A”和“B”兩種接頭以避免產(chǎn)生混淆：

• “A”接頭表示“向上”連接至計(jì)算機(jī)。
• “B”接頭表示“向下”連接到各個(gè)設(shè)備。

通過(guò)在上端和下端分別使用不同的接頭，就不會(huì)產(chǎn)生混淆了。您只需將USB線纜的“B”接頭連接到某臺(tái)設(shè)備，而將“A”接頭插入“A”插孔就行了。

如今出售的大部分計(jì)算機(jī)都會(huì)提供一到兩個(gè)USB插孔。目前市場(chǎng)上提供的USB設(shè)備很多，計(jì)算機(jī)上的插孔很快就會(huì)被用光了。比如在一臺(tái)計(jì)算機(jī)上，有一臺(tái)USB打印機(jī)、一臺(tái)USB掃描儀、一個(gè)USB網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)和一個(gè)USB網(wǎng)絡(luò)連接。但這臺(tái)計(jì)算機(jī)上只有一個(gè)USB接口。很明顯，現(xiàn)在的問(wèn)題是“應(yīng)該如何將這些設(shè)備都連接到計(jì)算機(jī)上”？

解決問(wèn)題的簡(jiǎn)單辦法就是購(gòu)買(mǎi)一個(gè)價(jià)格不高的USB集線器。USB標(biāo)準(zhǔn)可支持多達(dá)127臺(tái)設(shè)備，而USB集線器也屬于該標(biāo)準(zhǔn)的一部分。

<-- Photo courtesy< font> -->典型的USB四口集線器可插入4個(gè)“A”接頭。

集線器通常具有4個(gè)新端口，但也可能更多。您需要將集線器插入計(jì)算機(jī)，然后將設(shè)備（或其他集線器）插入集線器。通過(guò)將集線器串連在一起，您可以在一臺(tái)計(jì)算機(jī)上建立數(shù)十個(gè)可用的USB端口。

集線器有的帶電源，也有些不帶電源。正如您將在下一頁(yè)所看到的那樣，USB標(biāo)準(zhǔn)允許設(shè)備從它們的USB連接中獲取電能。顯而易見(jiàn)，打印機(jī)或掃描儀這樣的高功率設(shè)備將配有自己的電源，而像鼠標(biāo)和數(shù)碼相機(jī)這樣的低功率設(shè)備則會(huì)靠總線供電，以簡(jiǎn)化自身的構(gòu)造。這些電能（5伏電壓可提供高達(dá)500毫安的電流）都來(lái)自計(jì)算機(jī)。如果您擁有許多自已供電的設(shè)備（如打印機(jī)和掃描儀），那么就不需要為集線器提供電源了——由于任何連接到該集線器的設(shè)備都不再需要額外電源，因而計(jì)算機(jī)自身便足以滿足集線器的需要了。反之，如果您有許多像鼠標(biāo)和攝像機(jī)之類本身不提供電源的設(shè)備，則可能需要一個(gè)有電源的集線器。集線器配有自己的變壓器，它會(huì)為總線提供電源，以使設(shè)備不會(huì)加重計(jì)算機(jī)供電的負(fù)擔(dān)。

啟動(dòng)主機(jī)后，它會(huì)查詢所有與總線相連的設(shè)備，并為每個(gè)設(shè)備分配一個(gè)地址。這個(gè)過(guò)程稱為枚舉——在將設(shè)備連接到總線時(shí)，主機(jī)也會(huì)枚舉它們。此外，主機(jī)還會(huì)查出每臺(tái)設(shè)備要執(zhí)行的數(shù)據(jù)傳輸類型。

• 中斷——鼠標(biāo)或鍵盤(pán)等設(shè)備發(fā)送的數(shù)據(jù)非常少，它們會(huì)選擇中斷模式。
  
• 批量——打印機(jī)等設(shè)備接收的數(shù)據(jù)包含在一個(gè)大的數(shù)據(jù)包中，它們會(huì)使用批量傳輸模式。這種模式會(huì)將大塊數(shù)據(jù)發(fā)送到打印機(jī)（塊的大小為64個(gè)字節(jié)），并對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證，以確保它們的正確性。
  
• 同步——流式設(shè)備（如揚(yáng)聲器）都使用同步模式。在這種模式下，設(shè)備與主機(jī)之間的數(shù)據(jù)是實(shí)時(shí)傳輸?shù)?，其間沒(méi)有數(shù)據(jù)糾正過(guò)程。

此外，主機(jī)還可以通過(guò)控制數(shù)據(jù)包發(fā)送命令或查詢參數(shù)。

列舉設(shè)備時(shí)，主機(jī)會(huì)一直跟蹤所有同步和中斷設(shè)備所請(qǐng)求的總帶寬情況。如果總帶寬為480Mbps（兆比特每秒），這些設(shè)備最多可占用90%的帶寬。在用完這部分帶寬后，主機(jī)就會(huì)拒絕訪問(wèn)任何其他同步或中斷設(shè)備，控制數(shù)據(jù)包和用于批量傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包將使用剩下的帶寬（至少有10%）。

通用串行總線會(huì)將可用帶寬分成多個(gè)幀，而主機(jī)則控制著這些幀。每個(gè)幀包含1,500個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)，每隔一毫秒就會(huì)啟動(dòng)一個(gè)新幀。在形成幀的過(guò)程中，將為同步和中斷設(shè)備分配一個(gè)槽，以便保證它們得到所需要的帶寬。批量和控制傳輸將使用剩下的空間來(lái)傳輸數(shù)據(jù)。如果想了解更多信息，您可以查看本文末尾的技術(shù)鏈接，它們提供了大量的詳細(xì)信息。

USB性能特點(diǎn)
通用串行總線具有以下性能特點(diǎn)：

• 計(jì)算機(jī)可以充當(dāng)主機(jī)。
  
• 主機(jī)上可以連接多達(dá)127臺(tái)設(shè)備（可直接連接，也可以通過(guò)USB集線器連接）。
  
• 單根USB線纜可達(dá)5米之長(zhǎng)；使用集線器后，設(shè)備最多可以在遠(yuǎn)離主機(jī)30米的地方工作，這相當(dāng)于六根線纜的長(zhǎng)度。
  
• 使用USB 2.0時(shí)，總線的最大數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá)到每秒480兆比特。
  
• USB線纜包含兩根電源線（一根電壓為5伏的電線，另一根是地線）和一對(duì)用來(lái)承載數(shù)據(jù)的雙絞線。
  
• 在電源線上，計(jì)算機(jī)在5伏電壓下可提供高達(dá)500毫安的電流。

• 低功率設(shè)備（如鼠標(biāo)）可以直接使用總線中的電流。高功率設(shè)備（如打印機(jī)）則配有自己的電源，總線只向它們提供很少一部分電能。集線器也自己有電源，能夠直接為與之相連的設(shè)備供電。

• USB設(shè)備都是熱插拔型的，這表示您隨時(shí)都可以將它們插入總線和拔掉它們。

• 當(dāng)計(jì)算機(jī)進(jìn)入省電模式時(shí)，主計(jì)算機(jī)可以將許多USB設(shè)備置于睡眠狀態(tài)。

與USB端口相連的設(shè)備依靠USB線纜來(lái)承載電源和數(shù)據(jù)。

<-- Photo courtesy< font> -->USB線纜的內(nèi)部構(gòu)成：兩根電源線，其中一根是電壓為5伏的電線（紅色），另一根是地線（棕色）；一對(duì)用來(lái)承載數(shù)據(jù)的雙絞線（黃色和藍(lán)色）。該線纜還是屏蔽電纜。

USB 2.0
USB 2.0標(biāo)準(zhǔn)是USB 1.1的升級(jí)版本，于2000年4月推出。

USB 2.0（高速USB）為多媒體和存儲(chǔ)應(yīng)用程序提供了額外帶寬，其數(shù)據(jù)傳輸速度比USB 1.1快40倍。為了讓消費(fèi)者和制造商順利實(shí)現(xiàn)這一過(guò)渡，USB 2.0具有完全的向前和向后兼容性，它不僅可以用于原來(lái)的USB設(shè)備，而且還能使用之前USB制造的線纜和接口。

USB 2.0支持三種速度模式（每秒1.5、12和480兆比特），這樣它既可支持鍵盤(pán)和鼠標(biāo)等低帶寬設(shè)備，也可支持高分辨率的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)、掃描儀、打印機(jī)和高容量的存儲(chǔ)系統(tǒng)等高帶寬設(shè)備。隨著USB 2.0的廣泛應(yīng)用，個(gè)人計(jì)算機(jī)（PC）領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者可以加快新一代PC外設(shè)的開(kāi)發(fā)，以跟上現(xiàn)有高性能PC的發(fā)展步伐。USB 2.0的傳輸速度也促進(jìn)了新一代PC和應(yīng)用程序的發(fā)展。除了改進(jìn)功能和鼓勵(lì)創(chuàng)新外，USB 2.0還提高了用戶應(yīng)用程序的效率，用戶可以同時(shí)運(yùn)行多個(gè)PC應(yīng)用程序或高性能外設(shè)。