USB,是英文Universal Serial Bus(通用串行總線)的縮寫,是一個外部總線標準,用于規(guī)范電腦與外部設備的連接和通訊。是應用在PC領域的接口技術。
通用串行總線 (Universal Serial Bus,USB) 是一種新興的并逐漸取代其他接口標準的數(shù)據(jù)通信方式,由 Intel、Compaq、Digital、IBM、Microsoft、NEC及Northern Telecom 等計算機公司和通信公司于1995年聯(lián)合制定,并逐漸形成了行業(yè)標準。USB 總線作為一種高速串行總線,其極高的傳輸速度可以滿足高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽铆h(huán)境要求,且該總線還兼有供電簡單(可總線供電)、安裝配置便捷(支持即插即用和熱插拔)、 擴展端口簡易(通過集線器最多可擴展127 個外設)、傳輸方式多樣化(4 種傳輸模式),以及兼容良好(產(chǎn)品升級后向下兼容)等優(yōu)點。通用串行總線(universal serial bus,USB)自推出以來,已成功替代串口和并口,成為21世紀大量計算機和智能設備的標準擴展接口和必備接口之一,現(xiàn)已發(fā)展到USB 4.0版本。USB 具有傳輸速度快、使用方便、支持熱插拔、連接靈活、獨立供電等優(yōu)點,可以連接鍵盤、鼠標、大容量存儲設備等多種外設,該接口也被廣泛用于智能 手機中。計算機等智能設備與外界數(shù)據(jù)的交互主要以網(wǎng)絡和USB接口為主。
每個USB只有一個主機,它包括以下幾層: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(xiàn)。USB系統(tǒng)用主控制器管理主機與USB設備間的數(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,USB系統(tǒng)也負責管理USB資源,例如帶寬和總線能量,這使客戶訪問USB成為可能。USB系統(tǒng)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(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,通用主控制器驅動器(UHCD)處于軟結構的最底層,由它來管理和控制主控制器。UHCD實現(xiàn)了與USB主控制器通信和控制USB主控制器,并且它對系統(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(xiàn)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(shù)據(jù)傳輸架構,它由通過特定管道(Pipe)傳輸數(shù)據(jù)的需求組成。
此外,USBD使客戶端出現(xiàn)設備的一個抽象,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(tǒng)中,沒有提供USB系統(tǒng)軟件。這些軟件本來是用于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(tǒng)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。USB客戶軟件它是位于軟件結構的最高層,負責處理特定USB設備驅動器??蛻舫绦驅用枋鏊兄苯幼饔糜谠O備的軟件入口。當設備被系統(tǒng)檢測到后,這些客戶程序將直接作用于外圍硬件。這個共享的特性將USB系統(tǒng)軟件置于客戶和它的設備之間,這就要根據(jù)USBD在客戶端形成的設備映像由客戶程序對它進行處理。