通用串列接口

由於多媒體技術的發展對外設與主機之間的數據傳輸率有了更高的需求，因此，usb匯流排技術應運而生。usb（universal serial bus)，翻譯為中文就是通用串列匯流排，是由conpaq，dec，ibm，inter，microsoft，nec和northen telecom等公司為簡化pc與外設之間的互連而共同研究開發的一種免費的標準化連線器，它支持各種pc與外設之間的連線，還可實現數字多媒體集成。

主要特點

usb接口的主要特點是：即插即用，可熱插拔。usb連線器將各種各樣的外設i/o連線埠合而為一，使之可熱插拔，具有自動配置能力，用戶只要簡單地將外設插入到pc以外的匯流排中，pc就能自動識別和配置usb設備。而且頻寬更大，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的另一個顯著特點是支持“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。隨著時間的推移，usb將成為pc的標準配置。基於usb的外設將逐漸增多，現在滿足usb要求的外設有：數據機，鍵盤，滑鼠，光碟機，遊戲手柄，軟碟機，掃瞄器等，而非獨立性i/o連線的外設將逐漸減少。即主機控制式外設減少，智慧型控制控制外設增多。usb匯流排標準由1.1版升級到2.0版後，傳輸率由12mbps增加到了240mbps，更換介質後連線距離由原來的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。如數據手套的數位化儀提供數據接口。usb匯流排結構簡單，信號定義僅由2條電源線，2條信號線組成。

硬體結構

usb採用四線電纜，其中兩根是用來傳送數據的串列通道，另兩根為下游（downstream)設備提供電源，對於高速且需要高頻寬的外設，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匯流排會根據外設情況在兩種傳輸模式中自動地動態轉換。usb是基於令牌的匯流排。類似於令牌環網路或fddi基於令牌的匯流排。usb主控制器廣播令牌，匯流排上設備檢測令牌中的地址是否與自身相符，通過接收或傳送數據給主機來回響。usb通過支持懸掛/恢復操作來管理usb匯流排電源。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。

軟體結構

每個usb只有一個主機，它包括以下幾層: 　(1)usb匯流排接口 　usb匯流排接口處理電氣層與協定層的互連。從互連的角度來看，相似的匯流排接口由設備及主機同時給出，例如串列接口機（sie）。usb匯流排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體定義。同時，usb系統也負責管理usb資源，例如頻寬和匯流排能量，這使客戶訪問usb成為可能。usb系統還有三個基本組件： 　主控制器驅動程式（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作業系統定義，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，並且它對系統軟體的其他部分是隱蔽的。系統軟體中的最高層通過uhcd的軟體接口與主控制器通信。 　usb驅動程式（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使客戶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擁有預設的管道。通過它可以訪問所有的usb設備以進行標準的usb控制。該預設管道描述了一條usbd和usb設備間通信的邏輯通道。 　主機軟體　在某些作業系統中，沒有提供usb系統軟體。這些軟體本來是用於向設備驅動程式提供配置信息和裝載結構的。在這些作業系統中，設備驅動程式將套用提供的接口而不是直接訪問usbdi（usb驅動程式接口）結構。