的主机通用串行总线的互连是指通用串行总线设备与主机之间的连接和通信。

主要包括以下几个方面•总线拓扑通用串行总线设备和主机之间的连接模型•内层关系根据性能堆积，通用串行总线的任务被分配到系统的每层•数据流模式数据在系统中通过通用串行总线在产生方和使用方之间移动的模式•通用串行总线调度通用串行总线提供了个共享的连接。

对连接进行了调度以支持同步数据传输和消除仲裁的开销通用串行总线设备和主机的详细介绍在随后的章节。

总线拓扑通用串行总线将通用串行总线设备和主机连接起来。

通用串行总线的物理连接是个层层排列的星型拓扑结构。

集线器在每个星型的中心。

每段线段都是个点到点的连接，从主机连接到集线器或者功能部件，或者集线器连接到其它集线器或功能部件。

图显示了通用串行总线的拓扑结构。

由于集线器和电缆的传播时间限制，允许的最大层数是七层包括根部层。

在第七层中，主机和任何设备的通信路径能够最多支持五个非根集线器。

个复合设备占有了两个层见图，当它处以第七层时是不能被使用的。

只有功能部件才能在第七层使用。

通用串行总线的主机任何通用串行总线系统中只有个主机。

主机计算机系统的通用串行总线接口称作主机控制器。

主机控制器可由硬件固件或软件整合实现。

根集线器集成在主机系统内部，可以提供个或多个连接点。

更多的关于主机的资料参见节和第章。

通用串行总线设备通用串行总线设备如下所示•集线器，向通用串行总线提供更多的连接点•功能部件，为系统提供具体功能，例如综合服务数字网的连接，数字的操纵杆或扬声器通用串行总线设备提供的通用串行总线标准接口的依据如下•对通用串行总线协议的理解•对标准通用串行总线操作的反馈，如配置和复位•标准性能的说明资料更多的关于通用串行总线设备的资料参见节和第章。

物理接口通用串行总线的物理接口的电气和机械特性分别在第章和第章详细介绍。

电气特性通用串行总线通过种四线的电缆传输信号和电源，如图所示。

在每个点到点的部分通过两根线发送信号。

三种数据传输速率•高速传输，兆比特秒•中速传输，兆比特秒•有限的低速传输模式，规定在兆比特秒通用串行总线的主机控制器和集线器提供这种能力，能将中速和低速数据在主机控制器和集线器之间以高速模式传输，但在集线器和设备之间以中速或低速模式传输。

这种能力能够将中速和低速设备占用高速设备带宽的影响最小化。

低速传输模式只能支持有限个低带宽设备，比如鼠标，这是因为低速模式的过多使用会降低总线的利用率。

机械特性电缆和连接头的机械特性在第章中介绍。

所有的设备都具有个上行的连接。

上行和下行连接物理上是不可互换的，这样可以消除集线器中非法的循环连接。

电缆中有四根导线对标准的信号双绞线和对标准的电源线。

连接头具有四个端口，带有屏蔽外罩，并有易于拆装的特性。

，•••，，，通用串行总线规范介绍制定动机制定通用串行总线的原始动机来自于对三个相互关联的方面的综合考虑•计算机和电话之间的连接计算机运作和通信技术的结合肯定将会成为下代生产力应用的基础。

面向机器和人类的不同数据从个位置或环境到另个位置或环境的流动取决于无处不在的便捷的连通性。

不幸的是，计算机工业和通信工业的发展始终是独立的。

通用串行总线提供了个能够在大范围的计算机到电话网络中使用的连接方式。

•改善使用个人计算机在改装方面缺少的灵活性已经公认地成为其进步发展的阿克琉斯之踵。

用户容易掌握的图形接口和软硬件的结合以及与新代总线结构的联系已经使得计算机的改装更加容易。

但是，末端用户则认为计算机的输入输出接口，例如键盘鼠标操纵杆等设备并没有具有即插即用的特性。

•端口扩展计算机外围设备的增加直受限于端口的可利用性。

由于缺少种双向的，低成本的，能够满足不同速率外围设备使用的总线，些外围设备例如电话传真机调制解调器的适配器，自动应答机扫描器掌上电脑键盘鼠标等的发展都收到了阻碍。

目前存在的连接仅是针对到两个产品的优化。

当计算机要增加个新的功能或能力的时候，就要定义个新的接口来满足这种需要。

目前通用串行总线规范制定的动机来源于计算机性能的快速提升和对大量数据处理的能力。

与此同时，计算机外围设备也提升了性能和增加了更多的功能。

在例如数字成像的用户应用方面，需要个高性能的连接将计算机和这些不断增加的精密的外围设备联系起来。

通用串行总线增加了兆比特秒的传输速率来满足这种需要，而最初的通用串行总线只有兆比特秒和兆比特秒两个传输速率。

通用串行总线是在通用串行总线基础上的伟大演变，它在提供人们渴望地高带宽的同时完美地兼容目前存在的所有外围设备。

如此来，通用串行总线仍将是计算机体系连通的解决答案。

通用串行总线是个快速的，双向的，同步的，低成本的动态连接串行接口，能够满足计算机目前和未来的发展需要。

制定规范的目标该文献定义了通用串行总线的工业标准。

这个规范描述了总线特性协议定义事物类型总线管理可编程接口的设计，以及建立系统和制造外围设备所要遵循的标准。

制定通用串行总线的目标是为了使不同生产商的设备能够在个开放的体系中联系起来。

此规范增强了商务和家用电脑现有的计算机体系。

不仅提供给系统原始设备制造商和外围设备开发者足够的空间来满足产品的多功能性和适应不同的市场，而且不用担心承担使用那些过时的接口或者失去兼容性的重负。

适用范围该规范主要面向外围设备开发者和系统设备制造商，同时给操作系统基本输入输出系统设备驱动适配器以及控制器生产商提供很多有价值的信息。

该规范可以用来开发新产品和与之相关的软件。

通用串行总线产品兼容通用串行总线规范的开发者签署了通用串行总线规范开发协议，从投资人到开发者对于产品中所包含的特定的关于通用串行总线规范的知识产权提供个互惠的专利使用免费许可。

开发者可以通过测试由通用串行总线应用者论坛确定的项目来显示对于规范的兼容性。

对于声明兼容此规范的产品理所当然的能够使用通用串行总线应用者论坛的法定商标。

文献结构第章到第章向所有读者提供个综述，第章到第章则提供关于通用串行总线的详细的技术资料。

•外围设备开发者应当着重阅读第章到第章•通用串行总线主机控制器应用者应当着重阅读第章到第章，第章和第章•通用串行总线设备驱动应用者应当着重阅读第章，第章和第章可以作为本文献的补充和参考。

各种设备的规范是很很多种类的，可以通过通用串行总线应用者论坛来获得更多的详细资料。

读者也可以通过操作系统开发者了解通用串行总线在操作系统中的些具体特性。

背景本章将对通用串行总线的背景进行简要介绍，包括设计目标，总线特性和现行技术。

通用串行总线设计目标通用串行总线是计算机体系扩展的个工业标准，主要适用于针对消费者和商务应用的计算机外部设备。

下面是制定通用串行总线体系的些准则•改善计算机外围设备扩展•低成本将传输速率提升至兆比特秒•完全支持语音音频和视频的实时数据•综合同步数据传输和异步发送•整合不同设备的技术•理解不同种类计算机的结构和体系特点•提供个可以快速扩展的标准接口•提供可以提高计算机性能的新种类设备•通用串行总线实现对基于早期版本规范制造的设备的完全兼容应用领域的分类图根据通用串行总线能够提供的数据传输速率进行分类。

看以看出数据传输速率为兆比特秒的总线涵盖了高速中速和低速范围。

通常高速和中速范围的数据传输时同步的，低速范围的数据传输来自于交互式设备。

通用串行总线最初设计是作为种计算机总线而不是易于应用到其他外围设备上的总线。

软件体系通过对多种多样的通用串行总线主机控制器提供支持即可实现将来对通用串行总线的扩展。

特色通用串行总线规范能够针对多样的性价比要求提供不同的选择，以满足不同系统和元件等级的功能区分。

其特色可以归类为以下几条终端用户的便于使用•为电缆和连接头提供单模型•电气特性与终端用户无关•自动识别外围设备，自动进行设备驱动和配置•动态连接和重置外围设备广泛的应用性•适用于不同带宽的设备，传输速率从几千比特秒到几百兆比特秒•同根电线上支持同步和异步两种数据传输模式•支持对多个设备的同时操作•最多支持个物理设备•支持在主机和设备之间传输多样的数据和信息流•支持多功能的设备•利用低层协议，高的总线利用率同步带宽•确定带宽和低延迟特性适合电话音频和视频等应用适用性•支持不同大小的数据包，允许对设备缓冲器的大小进行选择•通过调节数据缓冲器的大小和延迟时间来满足不同设备的数据传输速率•通过协议对数据流进行缓冲处理耐用性•协议中内嵌处理故障恢复机制•用户感觉到设备的动态插入和移除是完全实时的•支持对出错设备进行识别与计算机产业的协作•协议易于应用和整合•符合计算机即插即用的体系结构•改变现有的操作系统接口低成本应用•传输速率为兆比特秒的低成本子通道•外围设备和主机硬件的最优整合•促进低成本的外围设备的发展•低成本的电缆和连接头•运用商业技术升级途径•体系结构的可升级性支持个系统中可以有多个通用串行总线主机控制器体系结构综述本章节对通用串行总线和些关键概念进行综述。

通用串行总线是种支持在主机计算机和即插即用的外围设备之间进行数据交换的电缆总线。

外围设备通过主机预定的标准的协议分享通用串行总线带宽。

当主机和其它外围设备运行时，总线允许添加配置使用和移除外围设备。

下面的章节将更加详细地介绍通用串行总线的不同组成部分。

通用串行总线系统描述个通用串行总线系统主要分为三个部分•通用串行总线的互连•通用串行总线的设备•通用串行总线。

图端点电压扩展硬件仿真本设计中硬件电路仿真使用软件，可以方便地对单片机及