【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 這些缺點(diǎn)便成為 USBIF 推廣組織所要努力的目標(biāo)。 在 USB 接口設(shè)備不斷地被廣泛應(yīng)用后，許多的設(shè)備，如視頻會(huì)議的 CCD、移動(dòng)硬盤(pán)、光盤(pán)記錄機(jī)、掃描儀、卡片閱讀機(jī)便成為 USB接口非常流行的應(yīng)用。市場(chǎng)上許多早期應(yīng)用的 USB 產(chǎn)品是視頻會(huì)議專(zhuān)用的 CCD， 而 USB 的即插即用的特點(diǎn)使得這些 CCD 易于安裝和使用。然而，若要在 PC 的屏幕上獲得高分辨率的圖像，則需要 CCD 輸出大量的影像數(shù)據(jù)。像上述的產(chǎn)品都需要作大量的數(shù)據(jù)傳輸，也即是需要非常高速的傳輸。若同時(shí)將北類(lèi)設(shè)備連接到 PC 機(jī)上，的確使 USB 技術(shù)面臨考驗(yàn)。但 的高傳輸速度卻能夠有效地解決目前建置于 及 版上設(shè)備的傳輸瓶頸。 的傳輸速度最高可以達(dá)到 480Mbps，也即是 480Mbits/s（換算后等于60Mbytes/s），若要傳送 1GB 的數(shù)據(jù)，在換算后也僅需在 1 分鐘之內(nèi)就可以傳輸 完畢，這不但是目前 版的 40 倍，而且也高過(guò)于目前另一種傳輸接口 IEEE1394 的400Mbps。 另外， 不但與 一樣，具有向下兼容的特性，同樣最高可以連接 127個(gè)設(shè)備。 更重要的是，在連接端口擴(kuò)充的同時(shí)，各種采用 的設(shè)備仍可以維持480Mbps 的最高傳輸速度。另外， 也同樣支持即插即用功能。在 規(guī)范制定出來(lái)之后，目前 USB 接口 CDROM 光驅(qū)讀取速度所造成的限制，到時(shí)也都可以迎刃而解。當(dāng)然，目前已普遍采用 USB接口的打印機(jī)、掃描儀等計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備， 未來(lái)也將可以有更快的傳輸速度。 利用傳輸時(shí)序的縮短（微幀） 以及相關(guān)的傳輸技術(shù)，將整個(gè)傳輸速度從原本 12Mbps 提高到 480Mbps，整整提高了 40 倍。在兼容性方面， 采用往下兼容的作法，未來(lái) 仍可向下支持目前各種以 為傳輸接口的各種外圍產(chǎn)品，也就是舊有的 版?zhèn)鬏斁€、 USB HUB 依舊可以使用；不過(guò)，若是要達(dá)到 480Mbps 的速度，還是需要使用 規(guī)范的 USB HUB。當(dāng)然，各個(gè)外圍設(shè)備也要重新嵌入新的芯片級(jí)以及驅(qū)動(dòng)程序才可以達(dá)到這個(gè)功能。也就說(shuō)，若 需要使用高速傳輸設(shè)備，就接上 版的 USB HUB；而只要低速傳輸需求的外圍設(shè)備（如鼠標(biāo)、 鍵盤(pán)等），則接上原有的 USB HUB，便可過(guò)到高低速設(shè)備共存的目的。對(duì)于舊有的 規(guī)范設(shè)計(jì)產(chǎn)品的傳輸速度最高仍?xún)H能維持 12Mbps。 對(duì)許多消費(fèi)性電子應(yīng)用，如視頻會(huì)議 CCD、掃描儀、打印機(jī)以及外部存儲(chǔ)設(shè)備（硬盤(pán)以及光驅(qū)）來(lái)說(shuō)擁有相當(dāng)大的吸引力。以目前采用 版規(guī)范的視頻會(huì)USB接口的設(shè)計(jì) 第 8 頁(yè) 共 57 頁(yè) 議 CCD 來(lái)說(shuō)，用戶(hù)必須在里面加上特殊的數(shù)據(jù)壓縮引擎 ASIC；但是在新的 版下，這個(gè)數(shù)據(jù)壓縮引擎可以因?yàn)? 版更高的數(shù)據(jù)傳輸能力而省下。因此，采用 版規(guī)范的視頻會(huì)議攝影機(jī)將會(huì)變得更便宜，卻擁有更好的分辨率。 USB 的應(yīng)用與前景 到目前為止， USB 已經(jīng)在 PC 機(jī)的多種外設(shè)上得到應(yīng)用，包括掃描儀、數(shù)碼相機(jī)、數(shù)碼攝像機(jī)、音頻系統(tǒng)、顯示器、輸入設(shè)備等等。 掃描儀和數(shù)碼相機(jī)、數(shù)碼攝像機(jī)是從 USB中最早獲益的產(chǎn)品。傳統(tǒng)的掃描儀，在執(zhí)行掃描操作之前，用戶(hù)必須先啟動(dòng)圖像處理軟件和掃描驅(qū)動(dòng)軟件，然后通過(guò)軟件操作掃描儀。而 USB掃描儀則不同，用戶(hù)只需放好要掃描的圖文，按一下掃描儀的按鈕，屏幕上會(huì)自動(dòng)彈 出掃描儀驅(qū)動(dòng)軟件和圖像處理軟件，并實(shí)時(shí)監(jiān)視掃描的過(guò)程。 USB 數(shù)碼相機(jī)、攝像機(jī)更得益于 USB 的高速數(shù)據(jù)傳輸能力，使大容量的圖像文件傳輸在短時(shí)間內(nèi)即可完成。 USB 在音頻系統(tǒng)可以把數(shù)字音頻信號(hào)傳送到音箱，不再需要聲卡進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，音質(zhì)也較以前有一定的提高。 USB 技術(shù)在輸入設(shè)備上的應(yīng)用也很成功， USB 鍵盤(pán)、鼠標(biāo)器以及游戲桿都表現(xiàn)得極為穩(wěn)定，很少出現(xiàn)問(wèn)題。 早在 1997 年，市場(chǎng)上就已經(jīng)出現(xiàn)了具備 USB 接口的顯示器，為 PC機(jī)提供附加的 USB口。這主要是因?yàn)榇蠖鄶?shù)的 PC 機(jī)外設(shè)都是桌面設(shè)備，同顯示器連接要比同主機(jī)連接更方 便、簡(jiǎn)單。目前市場(chǎng)上出現(xiàn)的 USB設(shè)備還有 USB Modem、 Iomega 的 USB ZIP 驅(qū)動(dòng)器以及 eTek 的 USB PC 網(wǎng)卡等等。 對(duì)于筆記本電腦來(lái)說(shuō)，使用 USB接口的意義更加重大，通用的 USB 接口不僅使筆記本電腦對(duì)外的連接變得方便，更可以使筆記本電腦生產(chǎn)廠商不再需要為不同配件在主板上安置不同的接口，這使主板的線路、組件的數(shù)量以及復(fù) 雜程度都有不同程度的削減，從而使系統(tǒng)運(yùn)行中的散熱問(wèn)題得到了改善， 也將促進(jìn)更高主頻的處理器可以迅速應(yīng)用在移動(dòng)計(jì)算機(jī)中，使筆記本電腦與桌面 PC的差距進(jìn)一步縮小。 現(xiàn)在，支持 USB 的 PC及外設(shè)越來(lái)越多，在軟件上 USB 也已成為 Windows 98 的一個(gè)關(guān)鍵部分，并很快在 Windows CE/ME和 Windows 2021/XP 中得到支持。 Apple 的操作平臺(tái)早已提供對(duì) USB的支持，預(yù)計(jì)今后 Sun 和 Digital 的平臺(tái)也將會(huì)提供對(duì)這一技術(shù)的支持。 USB 的應(yīng)用會(huì)越來(lái)越廣泛，一些業(yè)界人士甚至預(yù)測(cè)，未來(lái)的 PC 將是一個(gè)密封設(shè)備，所有外設(shè)都將通過(guò) USB或其他外部接口連接。 華北科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 9 頁(yè) 共 57 頁(yè) 主要研究?jī)?nèi)容 本文主要的研究?jī)?nèi)容有： (1)研究 和 的規(guī)范 (2)完成 USB 設(shè)備的設(shè)計(jì)和搭建 (3)編寫(xiě)用來(lái)完成硬件和軟件之間聯(lián)系的 USB 設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序 USB接口的設(shè)計(jì) 第 10 頁(yè) 共 57 頁(yè) 2 USB 通用串行總線的規(guī)范及基本原理 引言 通用串行總線 USB（ Universal Serial Bus）是用來(lái)實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)外設(shè)的機(jī)外連接的總線結(jié)構(gòu)。同時(shí)又是一種通信協(xié)議，它支持主機(jī)系統(tǒng)（ Host）和 USB 的外圍設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳送。它具有傳輸速率快、使用方便、支持即插即用、熱插拔等特點(diǎn)，有著傳統(tǒng)的串行接口所不能比擬的優(yōu)越性。 USB 總線體系結(jié)構(gòu) 一個(gè) USB系統(tǒng)可以從三個(gè)方面加以描述： (1)USB 互聯(lián) (2)USB 設(shè)備 (3)USB 主 機(jī) USB 互聯(lián)是指一個(gè) USB 設(shè)備與主機(jī)相聯(lián)并和其通信的方式，它包括： (1)總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)： USB 主機(jī)和 USB 設(shè)備的連接模型 (2)層間關(guān)系： USB 在系統(tǒng)中的每一層都要完成一定的任務(wù) (3)數(shù)據(jù)流模型： USB 系統(tǒng)中 信源和信息之間的數(shù)據(jù)傳送方式 總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) USB 系統(tǒng) USB 設(shè)備和 USB 主機(jī)通過(guò) USB 總線連接。 USB 的物理連接是一個(gè)星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（圖 21），集線器（ Hub）位于每個(gè)星型結(jié)構(gòu)的中心，每一段都是主機(jī)和某個(gè)集線器或某一功能設(shè)備之間的一個(gè)點(diǎn)到點(diǎn)的連接，也可以是一個(gè)集線器與另一個(gè)集線器或功能模塊之間的點(diǎn)到點(diǎn)的連接?？偩€上允許一次可同時(shí)連接多達(dá) 127 個(gè)設(shè)備，多達(dá) 6級(jí)?？偟囊€長(zhǎng)度，對(duì)于低速 USB 傳送，不允許超過(guò) 5m，對(duì)于高速傳送，則不允許超過(guò) 3m，通過(guò) Hub 或中繼器可以使外設(shè)距離達(dá)到 30m。 華北科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 11 頁(yè) 共 57 頁(yè) 圖 21 USB總線物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 圖 22 USB總線邏輯拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 由于 USB設(shè)備以星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與主機(jī)相連，所以主機(jī)與每一個(gè)邏輯設(shè)備之間的通信好像是跟直接在根集線器上相連的設(shè)備一樣。圖 22 給出了與 圖 21 的物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相對(duì)應(yīng)的邏輯拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。集線器也是一個(gè)邏輯設(shè)備，但在圖 22中并未給出。雖然大多數(shù)主機(jī)和邏輯設(shè)備的操作都使用這種邏輯視圖，但為了處理集線器的移出操作，主機(jī)仍然需要了解實(shí)際的物理構(gòu)成情況。 在 USB 規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)中也定義了兩種外圍設(shè)備： (1)單機(jī)設(shè)備，如鼠標(biāo)等； (2)復(fù)和性設(shè)備，如數(shù)字照相機(jī)和音頻處理器共享一個(gè) USB 通信端口等。每個(gè)接口設(shè)備都具有“端點(diǎn)”（ endpoint）地址，它是由令牌封包內(nèi)的 4位字段（ ENDP）所構(gòu)成的。而主機(jī)與端點(diǎn)的主機(jī) 邏輯器件 邏輯器件 邏輯器件 邏輯器件 邏輯器件 USB接口的設(shè)計(jì) 第 12 頁(yè) 共 57 頁(yè) 通信，是經(jīng)過(guò)“虛擬管線”（ virtual pipe）所構(gòu)成的。而一旦虛擬管線建立好這后，每個(gè)端點(diǎn)就會(huì)傳回“描述” （ descriptor）此設(shè)備的相關(guān)信息（即是描述符）給主機(jī)。這種“描述”信息內(nèi)含了：群組特性、傳輸類(lèi)別、最大封包大小與帶寬關(guān)于此外圍設(shè)備的重要信息。而在目前 USB的數(shù)據(jù)傳輸類(lèi)別有四種類(lèi)型：控制、中斷（ interrupt）、批量（ bulk）與等時(shí)（ isochronous）。 對(duì)于 USB的通信，用戶(hù)可以將其視為一種虛擬管線的概念。在整個(gè) USB 的通信中包含了一個(gè)大的虛擬管線（ 12Mbps）以及高達(dá) 127 個(gè)小的虛擬管線，而每一個(gè)小的虛擬管線可比擬為 USB 的設(shè)備。這是由于在 USB令牌封包中都含有 7 個(gè)用來(lái)尋址的位（位于令牌封包的地址數(shù)據(jù)域 ADDR），因此最多可尋址到 128 個(gè)設(shè)備。但是由于地址 0是預(yù)設(shè)地址，且用來(lái)指定給所有剛連上的設(shè)備。這也就是為什么 USB總路線上最多能連接到 127個(gè)設(shè)備的原因。 每一個(gè)連接到設(shè)備的小虛擬管線又可再細(xì)分為許多的微虛擬管線。這些微虛擬管線可比擬為端點(diǎn)（ endpoint）。由于在令牌封包中，包含了 4 個(gè)位的端點(diǎn)地址（位于端點(diǎn)數(shù)據(jù)域， ENDP）以及一個(gè)位于端點(diǎn)描述符中的輸入 /輸出方向（ IN/OUT）位，所以在一個(gè)單獨(dú)的小虛擬管線內(nèi)最多可再分割成 16 組的微虛擬管線（ 端點(diǎn)），也就是可對(duì) 16 個(gè)輸入 /輸出的端點(diǎn)（共 32 個(gè)端點(diǎn)） 尋址，并可將 USB 的令牌封包中定義為 IN（設(shè)備至主機(jī)）或 OUT（主機(jī)至設(shè)備）兩類(lèi)型的令牌封包。如果設(shè)備收到了一個(gè) OUT 令牌封包，則它將會(huì)從主機(jī)接收到數(shù)據(jù)。 USB 的通信模型 圖 23給出了 USB 通信模型的基本通信流和相互關(guān)系。主機(jī)和設(shè)備可以分成圖 23中描述的層次。主機(jī)上的實(shí)際通信用垂直箭頭指出。在主機(jī)和設(shè)備之間進(jìn)行的通信，最終都必須出現(xiàn)在物理的 USB電纜上。但是，在水平方向上的各層之間都有主機(jī)和設(shè)備的邏輯接口駐留 在主機(jī)上的客戶(hù)軟件和設(shè)備所提供的功能模塊之間存在的這些通信，都是以根據(jù)當(dāng)前正在使 用設(shè)備和設(shè)備所提供的功能的應(yīng)用的需要而進(jìn)行的聯(lián)系為代表。 華北科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 13 頁(yè) 共 57 頁(yè) U S B 系 統(tǒng) 軟 件U S B 主 機(jī) 控 制 器功 能U S B 邏 輯 設(shè) 備U S B 總 線 接 口 客 戶(hù) 軟 件互 連主 機(jī) 設(shè) 備實(shí) 際 數(shù) 據(jù) 流 邏 輯 數(shù) 據(jù) 流 實(shí) 現(xiàn) 區(qū)U S B 功 能 層U S B 設(shè) 備 層U S B 接 口 層 圖 23 USB的通信模型 每一個(gè) USB 中只有一個(gè)主機(jī) ， 它的主要分層是： (1)USB 總線接口 (2)USB 系統(tǒng) (3)客戶(hù) USB 總線接口控制了電氣和協(xié)議層的交互。從互連的角度看，一個(gè)類(lèi)似的 USB 總線接口由主機(jī)和設(shè)備一起提供。但是在主機(jī)上，由于在 USB 內(nèi)主機(jī)所擁有的唯一性， USB總線接口具有額外的責(zé)任并且以主控制器的形式而實(shí)現(xiàn)。 USB 系統(tǒng)有三個(gè)基本的組件： (1)主控制器驅(qū)動(dòng) 程序 (2)USB 驅(qū)動(dòng)程序 (3)主機(jī)軟件 客戶(hù)層描述了所有負(fù)責(zé)直接同其外設(shè)打交道的軟件實(shí)體。當(dāng)每一個(gè)設(shè)備分別接入系統(tǒng)時(shí)，這些客戶(hù)可以直接同外圍硬件打交道。 USB 的共享特性被存放在客戶(hù)和其設(shè)備之間所存在的一個(gè) USB 軟件堆棧內(nèi)，也就是說(shuō)，一個(gè)客戶(hù)不能直接訪問(wèn)設(shè)備硬件。 總的來(lái)說(shuō)，主機(jī)層提供了下列功能： (1)檢測(cè) USB 設(shè)備的接入和拆除操作 USB接口的設(shè)計(jì) 第 14 頁(yè) 共 57 頁(yè) (2)管理在主機(jī)和 USB 設(shè)備之間所進(jìn)行的 USB 標(biāo)準(zhǔn)流量控制 (3)管理主機(jī)和 USB 設(shè)備之間所存在的數(shù)據(jù)流 (4)搜集狀態(tài)和性能統(tǒng)計(jì)信息 (5)控制主控制器和 USB 設(shè)備之間存 在的電氣接口，還包括提供有限的電源 數(shù)據(jù)流 主控制器負(fù)責(zé)在主機(jī)和 USB設(shè)備之間傳輸數(shù)據(jù)流。這些數(shù)據(jù)傳輸將被作為一個(gè)連續(xù)的字節(jié)流來(lái)對(duì)待。 USB 支持四種基本的數(shù)據(jù)傳輸類(lèi)型： (1)控制信息傳輸 ： 用于在 USB 接入總線時(shí)對(duì)其進(jìn)行配置 ， 其它的驅(qū)動(dòng)軟件可以根據(jù)具體的應(yīng)用來(lái)選擇使用控制傳輸。這種數(shù)據(jù)傳輸不會(huì)丟失數(shù)據(jù)。 (2)批量數(shù)據(jù)傳輸 ： 典型的批量數(shù)據(jù)包括像使用打印器或掃描儀時(shí)所出現(xiàn)的數(shù)據(jù)量的數(shù)據(jù)。這種批量數(shù)據(jù)是連續(xù)的。通過(guò)在硬件中實(shí)現(xiàn)差錯(cuò)檢測(cè)功能，并且有選擇地進(jìn)行一定的硬件重試操作，可以在硬件層次上保證數(shù)據(jù) 的可靠交換。而且，批量數(shù)據(jù)可以占有總線上所有可用的和其它傳輸類(lèi)型未用的帶寬。 (3)中斷數(shù)據(jù)傳輸 ： 由設(shè)備自發(fā)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)傳輸是中斷數(shù)據(jù)傳輸。這類(lèi)數(shù)據(jù)傳輸可以由 USB 設(shè)備在任意時(shí)刻發(fā)起，而且 USB總線以不低于設(shè)備說(shuō)明的速率進(jìn)行傳輸。典型的中斷數(shù)據(jù)包括事件指示、特性等。它們由一個(gè)或數(shù)個(gè)字節(jié)組成，例如來(lái)自一個(gè)指定設(shè)備的同步信號(hào)。盡管 USB 協(xié)議并不需要一個(gè)明確的時(shí)鐘速率 ,但數(shù)據(jù)交互會(huì)有 USB 協(xié)議必須支持的反應(yīng)時(shí)間限制。 (4)同步傳輸 ： 同步數(shù)據(jù)在產(chǎn)生、傳送和處理過(guò)程中都是連續(xù)的和實(shí)時(shí)的。在穩(wěn)定的同步數(shù)據(jù)發(fā)送和接收速率 中包含了相應(yīng)的時(shí)鐘信息。為了保持定時(shí)關(guān)系，同步數(shù)據(jù)必須按照接收的速率進(jìn)行傳輸。除了傳輸速率，同步數(shù)據(jù)也可能會(huì)對(duì)傳送敏感。對(duì)同步管道而言，所需的帶寬與相應(yīng)功能設(shè)備的抽樣特性有關(guān)。而時(shí)延要求則與每一端點(diǎn)的緩沖能力有關(guān)。同步數(shù)據(jù)的典型例子是聲音信號(hào)。如果這些數(shù)據(jù)流的傳送速率不保持一致的話，由于緩沖區(qū)或幀結(jié)構(gòu)溢出或欠載工作，數(shù)據(jù)流會(huì)出現(xiàn)假信號(hào)。即使數(shù)據(jù)以適當(dāng)?shù)乃俾蔬M(jìn)行傳輸，傳送時(shí)延也會(huì) 損 害一些具有實(shí)時(shí)性的要求，例如電話會(huì)議?？梢员ＷC對(duì)同步數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳送，但是要以數(shù)據(jù)中存在潛在的數(shù)據(jù)暫時(shí)丟失可能性為代價(jià)。換句話說(shuō)，任 何在傳輸中電氣方面出現(xiàn)的錯(cuò)誤都不能用像重試這樣的硬件機(jī)制來(lái)加以糾正。在實(shí)際中， USB 的誤比特率很低，可以不予考慮。協(xié)議中允許在整個(gè) USB 帶寬中分出一部分專(zhuān)門(mén)用于 USB 同步數(shù)據(jù)流，從而保證了這些數(shù)據(jù)可以按所需的速率進(jìn)行傳輸。 USB 同樣支持要求時(shí)延很小的同步數(shù)據(jù)傳輸。 華北科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 15 頁(yè) 共 57 頁(yè) USB 硬件結(jié)構(gòu) 一個(gè) USB系統(tǒng)一般分三個(gè)部分： USB 主機(jī)、 USB 設(shè)備、 USB 集線器。 (1)USB主機(jī) ： 主機(jī)控制著總線上的數(shù)據(jù)和控制信息的流動(dòng)。 無(wú) 論在軟件還是硬件層次上， USB 主機(jī)都處于 USB 系統(tǒng)的核心。主機(jī)系統(tǒng)不僅包含了用于和 USB 外設(shè)進(jìn)行通訊的 USB 主機(jī)控制器及用于連接的 USB接口（ SIE），更重要的是主機(jī)系統(tǒng)是 USB 系統(tǒng)軟件和 USB 客戶(hù)軟件的載體。每個(gè)系統(tǒng)允許僅有一個(gè)主機(jī)，而為 USB 器件連接主機(jī)系統(tǒng)提供主機(jī)接口的部件被稱(chēng)為 USB主機(jī)控制器。 USB 主機(jī)控制器是一個(gè)由硬件、軟件和固件組成的復(fù)合體。 (2)USB 設(shè)備 ： 可以分為 USB Hub和 USB 功能設(shè)備。 USB 功能設(shè)備即可以為主機(jī)系統(tǒng)提供某種功能的 USB 器件，功能設(shè)備為主機(jī)系統(tǒng)提供更好的性能，涉及像鍵盤(pán)或游戲棒和監(jiān)視器，或更先進(jìn)的數(shù)字電話和圖像等典型的 PC設(shè)備。 USB 的功能設(shè)備作為 USB 功能，它必需保持和 USB協(xié)議的完全兼容，并可以回應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的 USB操作。同樣，用于表明自己身份的“ BIOS”系統(tǒng)對(duì)于 USB 外設(shè)也是必不可少的，這在 USB 外設(shè)上被稱(chēng)為協(xié)議層。 (3)USB 集線器 ① 根集線器 一塊具有 USB 接口的主板通常集成了一個(gè)成為 Root Hub 的部件，它為主機(jī)提供一個(gè)到多個(gè)可以連接其它 USB外設(shè)的 USB 擴(kuò)展接口，我們通常在主板上見(jiàn)到的 USB 接口都是由 Root Hub 提供的。根集線器對(duì)主控制器是最高連接， USB 描述中要求系統(tǒng)只有一個(gè)根集線器，且連接到主控制器上。 ② 集線器 ：它 是 USB 結(jié)構(gòu)的特定成分，它提供總線連接接口、設(shè)備的連接和懸掛及設(shè)備電源等關(guān)鍵特性，還提供總線故障檢測(cè)和恢復(fù)。 用戶(hù)可以了解到 USB 接口的數(shù)據(jù)傳輸方式是采用串行的方式，其類(lèi)似于 RS232 串行傳輸?shù)姆绞?。?dāng)然，采用串行的方式，最主要是可以降低使用的信號(hào)線數(shù)目，并可讓信號(hào)傳遞較遠(yuǎn)的距離。所以 USB 的連接線內(nèi)部?jī)H有 4 條線，其中 2 條是 +5V（ VBus）接地線（ GND），另外 2 條則是差動(dòng)的數(shù)據(jù)線（ D+與 D－），長(zhǎng)度最長(zhǎng)可以達(dá)到 5m（對(duì)全速設(shè)備而言）。 由圖 21的階層梯式星形的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，可以看到主機(jī)端與集線器或設(shè)備必須依