通用串行總線

USB Implementers Forum (USBIF)負(fù)責(zé)USB標(biāo)準(zhǔn)制訂，其成員包括蘋果電腦、惠普、NEC、Microsoft和Intel。USBIF于2001年底公布了2.0規(guī)范，之前還有0.9、1.0、和1.1，他們都是完全向后兼容的。On-The-Go Supplement to the USB 2.0 Specification的當(dāng)前版本是1.0a。

現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)中將UBS統(tǒng)一為USB2.0，分為: High-speed，傳輸速率25Mbps~400Mbps(最大480Mbps)

Full-speed ，傳輸速率500Kbps~10Mbps(最大12Mbps)

Low-speed，傳輸速率10Kbps~100Kbps(最大1.5Mbps)

這幾年，隨著大量支持USB的個人電腦的普及，USB逐步成為PC機的標(biāo)準(zhǔn)接口已經(jīng)是大勢所趨。在主機(host)端，最新推出的PC機幾乎100%支持USB;而在外設(shè)(device)端，使用USB接口的設(shè)備也與日俱增，例如數(shù)碼相機、掃描儀、游戲桿、磁帶和軟驅(qū)、圖像設(shè)備、打印機、鍵盤、鼠標(biāo)等等。

USB設(shè)備之所以會被大量應(yīng)用，主要具有以下優(yōu)點:

1、可以熱插拔，告別"并口和串口先關(guān)機，將電纜接上，再開機"的動作。

2、系統(tǒng)總線供電，低功率設(shè)備無需外接電源，采用低功耗設(shè)備，并可提供5V/500mA電源。

3、支持設(shè)備眾多，支持多種設(shè)備類，例如鼠標(biāo)，鍵盤，打印機等。

4、擴展容易，可以連接多個設(shè)備，最多可擴127個。

5、高速數(shù)據(jù)傳輸，USB1.1是12Mb/s，USB2.0高達(dá)480Mb/S。

6、方便的設(shè)備互連，USB OTG支持點對點通信，例如數(shù)碼相機和打印機直接互連，無需PC。

當(dāng)然，USB設(shè)備也有其缺點:

1、供電能力，如果外設(shè)的供電電流大于500mA時，設(shè)備必須外接電源。

2、傳輸距離，USB總線的連線長度最大為5m，即便是用HUB來擴展，最遠(yuǎn)也不超過30米。

Intel公司開發(fā)的通用串行總線架構(gòu)(USB)的目的主要基于以下三方面考慮:

(一)計算機與電話之間的連接:顯然用計算機來進(jìn)行計算機通信將是下一代計算機基本的應(yīng)用。機器和人們的數(shù)據(jù)交互流動需要一個廣泛而又便宜的連通網(wǎng)絡(luò)。然而，由于目前產(chǎn)業(yè)間的相互獨

立發(fā)展，尚未建立統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，而USB則可以廣泛的連接計算機和電話。

(二)易用性:眾所周知，PC機的改裝是極不靈活的。對用戶友好的圖形化接口和一些軟硬件機制的結(jié)合，加上新一代總線結(jié)構(gòu)使得計算機的沖突大量減少，且易于改裝。但以終端用戶的眼光來看，PC機的輸入/輸出，如串行/并行端口、鍵盤、鼠標(biāo)、操縱桿接口等，均還沒有達(dá)到即插即用的特性，USB正是在這種情況下問世的。

(三)端口擴充:外圍設(shè)備的添加總是被相當(dāng)有限的端口數(shù)目限制著。缺少一個雙向、價廉、與外設(shè)連接的中低速的總線，限制了外圍設(shè)備(諸如電話/電傳/調(diào)制解調(diào)器的適配器、掃描儀、鍵盤、PDA)的開發(fā)?，F(xiàn)有的連接只可對極少設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化，對于PC機的新的功能部件的添加需定義一個新的接口來滿足上述需要，USB就應(yīng)運而生。它是快速、雙向、同步、動態(tài)連接且價格低廉的串行接口，可以滿足PC機發(fā)展的現(xiàn)在和未來的需要。

USB最初是由英特爾與微軟公司倡導(dǎo)發(fā)起，其最大的特點是支持熱插拔(Hot plug)和即插即用(Plug&Play)。當(dāng)設(shè)備插入時，主機枚舉(enumerate)此設(shè)備并加載所需的驅(qū)動程序，因此使用遠(yuǎn)比PCI和ISA總線方便。

USB速度比平行埠并聯(lián)總線(Parellel Bus，例如EPP、LPT)與串聯(lián)埠總線(Serial Port，例如RS-232)等傳統(tǒng)電腦用標(biāo)準(zhǔn)總線快上許多。原標(biāo)準(zhǔn)中USB 1.1 的最大傳輸帶寬為 12Mbps，USB 2.0的最大傳輸帶寬為 480Mbps。 USB的設(shè)計為非對稱式的，它由一個主機(host)控制器和若干通過hub設(shè)備以樹形連接的設(shè)備組成。一個控制器下最多可以有5級hub，包括Hub在內(nèi)，最多可以連接127個設(shè)備，而一臺計算機可以同時有多個控制器。和SPI-SCSI等標(biāo)準(zhǔn)不同，USB hub不需要終結(jié)器。

USB可以連接的外設(shè)有鼠標(biāo)、鍵盤、gamepad、游戲桿、掃描儀、數(shù)碼相機、打印機、硬盤和網(wǎng)絡(luò)部件。對數(shù)碼相機這樣的多媒體外設(shè)USB已經(jīng)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(jīng)有超過1億臺USB設(shè)備;到2005年顯示器和高清晰度數(shù)字視頻外設(shè)是僅有的USB未能染指的外設(shè)類別，因為他們需要更高的傳輸速率。

語音設(shè)備類(Audio Device):如麥克風(fēng)，音箱

通信設(shè)備類(Communications Device) :如Moden

芯片/智能卡接口設(shè)備類(Chip/Smart Card Interface Device):如USB Key，USB SmartCard

設(shè)備固件更新類(Device Fireware Upgrade):設(shè)備軟件更新

影像設(shè)備(Image Device):如掃描儀，數(shù)碼相機

人機交互設(shè)備(Human Interface Device):如鼠標(biāo)，鍵盤，游戲桿

IrDA設(shè)備類(IrDA Bridge Device):針對紅外設(shè)備

存儲設(shè)備類 (Mass Storage Device):如CD-ROM、移動硬盤

物理接口設(shè)備類 (Physical Interface Device)

電源設(shè)備類 (Power Device):針對電源控制的設(shè)備

打印機設(shè)備類(Printer Class):針對打印機

監(jiān)控設(shè)備類(Monitor Device):如顯示器

現(xiàn)在市場上，各大公司針對不同USB協(xié)議版本開發(fā)了大量的USB設(shè)備，例CYPRESS，PHILIPS，ATMEL，STM，INTEL，ALI等。

按照協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)可分為USB1.0，USB1.1，USB2.0，USB3.0，主要區(qū)別是傳輸速度;另外就是補充協(xié)議USB OTG，其突出的特點是支持點對點通信，可分為USB HOST和USB DEⅥCE，尤其是USB HOST設(shè)備，作為USB主控端，可以讀寫各種USB設(shè)備，如U盤，鼠標(biāo)。

功能 說明 英文 主要廠家

接口芯片 通用USB接口芯片 Usb interface chipCYPRESS,PHILIPS

USB 主控制器 USB HOST功能芯片Usb host chipCYPRESS,PHILIPS,ALI

USB微控制器 帶USB接口MCU Usb with mcuCYPRESS,CYGAL

閃盤控制器 U盤 Usb flash controller ICSI,ALI,ALCOR

并口橋USB轉(zhuǎn)并口芯片 Usb to parallel bridge

串口橋 USB轉(zhuǎn)串口芯片 Usb to serial bridge

讀卡器 智能卡設(shè)備類 Usb smart card ALI,ALCOR

音頻控制器 音頻設(shè)備類 Usb Audio Controller

HUB控制器 USB HUB USB HUB Controller ATMEL

打印機控制器 打印機設(shè)備類 USB Print Controller

HID控制器 人機接口設(shè)備類 USB Human Interface Device OTOROLA,CYPESS

數(shù)碼相機控制器 影像設(shè)備類 USB Camera Controller

視頻控制器 影像設(shè)備類 USBVedio Controller

調(diào)制解調(diào)器 USB通信設(shè)備 USB Modern

USB-USB橋 通過USB實現(xiàn)PC互連 USB to USB bridge