USB ,是英文Universal Serial Bus（通用串行總線）的縮寫，而其中文簡稱為“通串線，是一個外部總線標準，用於規范電腦與外部設備的連接和通訊。是應用在PC領域的介面技術。USB介面支持設備的即插即用和熱插拔功能。USB是在1994年底由英特爾、康柏、IBM、Microsoft等多傢公司聯合提出的。

從1994年11月11日發表瞭USB V0.7版本以後，USB版本經歷瞭多年的發展，已經發展為3.0版本，成為當前電腦中的標準擴展介面。當前主機板中主要是采用USB1.1和USB2.0，各USB版本間能很好的兼容。USB用一個4針（USB3.0標準為9針）插頭作為標準插頭，采用菊花鏈形式可以把所有的外設連接起來，最多可以連接 127個外部設備，並且不會損失帶寬。USB需要主機硬件、操作系統和外設三個方麵的支持才能工作。當前的主機板一般都采用支持USB功能的控製芯片組，主機板上也安裝有USB介面插座，而且除瞭背板的插座之外，主機板上USB介面還預留有USB插針，可以通過連線接到機箱前麵作為前置USB介面以方便使用（註意，在接線時要仔細閱讀主機板說明書並按圖連接，千萬不可接錯而使設備損壞）。而且USB介面還可以通過專門的USB連機線實現雙機互連，並可以通過Hub擴展出更多的介面。USB具有傳輸速度快（USB1.1是12Mbps，USB2.0是480Mbps,USB3.0是5 Gbps），使用方便，支持熱插拔，連接靈活，獨立供電等優點，可以連接鼠標、鍵盤、打印機、掃描機、攝影頭、閃存盤、MP3機、手機[1]、數位相機、移動硬碟、外置光軟驅、USB網卡、ADSL Modem、Cable Modem等，幾乎所有的外部設備。
USB介面可用於連接多達127個外設，如鼠標、調製解調器和鍵盤等。USB自從1996年推出後，已成功替代串口和並口，並成為當今個人電腦和大量智能設備的必配的介面之一。
USB各版本區最大傳輸速率速率稱號最大輸出電流協議推出時間：
  usb
USB1.0：1.5Mbps(192KB/s)低速(Low-Speed)500mA……1996年1月；
USB1.1：12Mbps(1.5MB/s)全速(Full-Speed)500mA……1998年9月；
USB2.0：480Mbps(60MB/s)高速(High-Speed)500mA……2000年4月；
USB3.0：5Gbps(640MB/s)超速(Super-Speed)900mA……2008年11月。

基本特性

軟件結構
每個USB隻有一個主機，它包括以下幾層：
總線介面
USB總線介面處理電氣層與協議層的互連。從互連的角度來看，相似的總線介面由設備及主機同時給出，例如串行介面機（SIE）。USB總線介面由主控製器實現。
USB系統用主控製器管理主機與USB設備間的數據傳輸。它與主控製器間的介面依賴於主控製器的硬件定義。同時，USB系統也負責管理USB資源，例如帶寬和總線能量，這使客戶訪問USB成為可能。USB系統還有三個基本組件：主控製器驅動程序（HCD）這可把不同主控製器設備映射到USB系統中。HCD與USB之間的介面叫HCDI，特定的HCDI由支持不同主控製器的操作系統定義，通用主控製器驅動器（UHCD）處於軟結構的最底層，由它來管理和控製主控製器。UHCD實現瞭與USB主控製器通信和控製USB主控製器，並且它對系統軟件的其他部分是隱蔽的。系統軟件中的最高層通過UHCD的軟件介面與主控製器通信。
USB驅動程序（USBD）它在UHCD驅動器之上，它提供驅動器級的介面，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控製。該缺省管道描述瞭一條USBD和USB設備間通信的邏輯通道。
主機軟件　在某些操作系統中，沒有提供USB系統軟件。這些軟件本來是用於向設備驅動程序提供配置信息和裝載結構的。在這些操作系統中，設備驅動程序將應用提供的介面而不是直接訪問USBDI（USB驅動程序介面）結構。

USB客戶軟件
它是位於軟件結構的最高層，負責處理特定USB設備驅動器。客戶程序層描述所有直接作用於設備的軟件入口。當設備被系統檢測到後，這些客戶程序將直接作用於外圍硬件。這個共享的特性將USB系統軟件置於客戶和它的設備之間，這就要根據USBD在客戶端形成的設備映像由客戶程序對它進行處理。

主機各層有以下功能：
檢測連接和移去的USB設備。
管理主機和USB設備間的數據流。
連接USB狀態和活動統計。
控製主控製器和USB設備間的電氣介面，包括限量能量供應。
HCD提供瞭主控製器的抽象和通過USB傳輸的數據的主控製器視角的一個抽象。USBD提供瞭USB設備的抽象和USBD客戶與USB功能間數據傳輸的一個抽象。USB系統促進客戶和功能間的數據傳輸，並作為USB設備的規范介面的一個控製點。USB系統提供緩沖區管理能力並允許數據傳輸同步於客戶和功能的需求。

硬件結構
USB采用四線電纜，其中兩根是用來傳送數據的串行通道，另兩根為下遊（Downstream）設備提供電源，對於高速且需要高帶寬的外設，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總線會根據外設情況在兩種傳輸模式中自動地動態轉換。USB是基於令牌的總線。類似於令牌環網路或FDDI基於令牌的總線。USB主控製器廣播令牌，總線上設備檢測令牌中的地址是否與自身相符，通過接收或發送數據給主機來響應。USB通過支持懸掛/恢復操作來管理USB總線電源。USB系統采用級聯星型拓撲，該拓撲由三個基本部分組成：主機（Host），集線器（Hub）和功能設備。
主機，也稱為根，根結或根Hub，它做在主機板上或作為適配卡安裝在計算機上，主機包含有主控製器和根集線器（Root Hub），控製著USB總線上的數據和控製信息的流動，每個USB系統隻能有一個根集線器，它連接在主控製器上。
集線器是USB結構中的特定成分，它提供叫做端口（Port）的點將設備連接到USB總線上，同時檢測連接在總線上的設備，並為這些設備提供電源管理，負責總線的故障檢測和恢復。集線可為總線提供能源，亦可為自身提供能源（從外部得到電源），自身提供能源的設備可插入總線提供能源的集線器中，但總線提供能源的設備不能插入自身提供能源的集線器或支持超過四個的下遊端口中，如總線提供能源設備的需要超過100mA電源時，不能同總線提供電源的集線器連接。
功能設備通過端口與總線連接。USB同時可做Hub使用。

數據傳輸
主控製器負責主機和USB設備間數據流的傳輸。這些傳輸數據被當作連續的比特流。每個設備提供瞭一個或多個可以與客戶程序通信的介面，每個介面由0個或多個管道組成，它們分別獨立地在客戶程序和設備的特定終端間傳輸數據。USBD為主機軟件的現實需求建立瞭介面和管道，當提出配置請求時，主控製器根據主機軟件提供的參數提供服務。
USB支持四種基本的數據傳輸模式：控製傳輸，等時傳輸，中斷傳輸及數據塊傳輸。每種傳輸模式應用到具有相同名字的終端，則具有不同的性質。
控製傳輸類型　支持外設與主機之間的控製，狀態，配置等信息的傳輸，為外設與主機之間提供一個控製通道。每種外設都支持控製傳輸類型，這樣主機與外設之間就可以傳送配置和命令/狀態信息。
等時（lsochronous）傳輸類型(或稱同步傳輸)　支持有周期性，有限的時延和帶寬且數據傳輸速率不變的外設與主機間的數據傳輸。該類型無差錯校驗，故不能保證正確的數據傳輸，支持像計算機－電話集成系統（CTI）和音頻系統與主機的數據傳輸。
中斷傳輸類型　支持像遊戲手柄，鼠標和鍵盤等輸入設備，這些設備與主機間數據傳輸量小，無周期性，但對響應時間敏感，要求馬上響應。
數據塊（Bulk）傳輸類型　支持打印機，掃描機，數位相機等外設，這些外設與主機間傳輸的數據量大，USB在滿足帶寬的情況下才進行該類型的數據傳輸。
USB采用分塊帶寬分配方案，若外設超過當前帶寬分配或潛在的要求，則不能進入該設備。同步和中斷傳輸類型的終端保留帶寬，並保證數據按一定的速率傳送。集中和控製終端按可用的最佳帶寬來傳輸傳輸數據。

應用

隨著計算機硬件飛速發展，外圍設備日益增多，鍵盤、鼠標、調製解調器、打印機、掃描機早已為
  計算機
人所共知，數位相機、MP3隨身聽接踵而至，這麼多的設備，如何接入個人計算機？USB就是基於這個目的產生的。USB是一個使計算機周邊設備連接標準化、單一化的介面，其規格是由Intel（英特爾）、NEC（日本電氣株式會社）、Compaq（康柏）、DEC（美國數字設備公司）、IBM（國際商業機器公司）、Microsoft（微軟）、Northern Telecom（北方電信公司）聯合製定的。
一個USB介面理論上可以支持127個裝置，但是還無法達到這個數字。其實，對於一臺計算機，所接的周邊外設很少有超過10個的，因此這個數字是足夠我們使用的。
USB還有一個顯著優點就是支持熱插拔，也就是說在開機的情況下，你也可以安全地連接或斷開USB設備，達到真正的即插即用。
當前USB設備雖已被廣泛應用，比較普遍的是USB2.0介面，它的傳輸速度為480Mbps。
USB2.0兼容USB1.1，也就是說USB1.1設備可以和USB2.0設備通用，但是這時USB2.0設備隻能工作在全速狀態下（12Mbit/s）。USB2.0有高速、全速和低速三種工作速度，高速是480Mbit/s，全速是12Mbit/s，低速是1.5Mbit/s。其中全速和低速是為兼容USB1.1和USB1.0而設計的，因此選購USB產品時不能隻聽商傢宣傳USB2.0，還要搞清楚是高速、全速還是低速設備。USB總線是一種單向總線，主控製器在PC機上，USB設備不能主動與PC機通信。為解決USB設備互通信問題，有關廠商又開發瞭USB OTG標準，允許嵌入式系統通過USB介面互相通信，從而甩掉瞭PC機。
新USB2.0規范重新命名瞭USB標準將原先的USB 1.1改成瞭USB 1.1 Full Speed（全速版），同時將原有的USB 2.0改成瞭USB 2.0High-Speed（高速版）。
USB 3.0是最新的USB規范，該規范由英特爾等大公司發起。
USB 3.0 —— 也被認為是SuperSpeed USB ——為那些與PC或音頻/高頻設備相連接的各種設備提供瞭一個標準介面。從鍵盤到高吞吐量磁盤驅動器，各種器件都能夠采用這種低成本介面進行平穩運行的即插即用連接，用戶基本不用花太多心思在上麵。新的USB 3.0在保持與USB 2.0的兼容性的同時，還提供瞭下麵的幾項增強功能：
● 極大提高瞭帶寬——高達5Gbps全雙工（USB2.0則為480Mbps半雙工）
● 實現瞭更好的電源管理
● 能夠使主機為器件提供更多的功率，從而實現USB——充電電池、LED照明和迷你風扇等應用。
● 能夠使主機更快地識別器件
● 新的協議使得數據處理的效率更高
USB 3.0可以在存儲器件所限定的存儲速率下傳輸大容量文件。例如，一個采用USB 3.0的閃存驅動器可以在15秒鐘將1GB的數據轉移到一個主機，而USB 2.0則需要43秒。[2]

擴展趨勢

前置介面
前置USB介面是位於機箱前麵板上的USB擴展介面。當前，使用USB介面的各種外部設備越來越多，例如移動硬碟、閃存盤、數位相機等等，但在使用這些設備（特別是經常使用的移動存儲設備）時每次都要鉆到機箱後麵去使用主機板板載USB介面顯然是不方便的。前置USB介面在這方麵就給用戶提供瞭很好的易用性。當前，前置USB介面幾乎已經成為機箱的標準配置，沒有前置USB介面的機箱已經非常少見瞭。
前置USB介面要使用機箱所附帶的USB連接線連接到主機板上所相應的前置USB插針（一般是8針、9針或10
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針，兩個USB成對，其中每個USB使用4針傳輸信號和供電）上才能使用。在連接前置USB介面時一定要事先仔細閱讀主機板說明書和機箱說明書中與其相關的內容，千萬不可將連線接錯，不然會造成USB設備或主機板的損壞。
另外，由於USB2.0介面輸出電壓為5V，輸出電流為500mA。使用前置USB介面時要註意前置USB介面供電不足的問題，在使用耗電較大的USB設備時，要使用外接電源或直接使用機箱後部的主機板板載USB介面，以避免USB設備不能正常使用或被損壞。
網卡
USB網卡是工作在數據鏈路層的網路組件，是局域網中連接計算機和傳輸介質的介面，不僅能實現與局域網
  Winyao USB1000T千兆網卡
傳輸介質之間的物理連接和電信號匹配，還涉及幀的發送與接收、幀的封裝與拆封、介質訪問控製、數據的編碼與解碼以及數據緩存的功能等。
網卡並不是獨立的自治單元，因為網卡本身不帶電源而是必須使用所插入的計算機的電源，並受該計算機的控製。因此網卡可看成為一個半自治的單元。當網卡收到一個有差錯的幀時，它就將這個幀丟棄而不必通知它所插入的計算機。當網卡收到一個正確的幀時，它就使用中斷來通知該計算機並交付給協議棧中的網路層。當計算機要發送一個IP數據包時，它就由協議棧向下交給網卡組裝成幀後發送到局域網。
硬碟盒
當前的主流，其最大優點是使用方便，支持熱插拔和即插即用。USB有兩種標準：一種是USB1.1介面，其傳輸速度隻有12Mbps，一種是USB2.0介面，其傳輸速度高達480Mbps。當前的主機板上的USB都支持USB1.1，但USB 2.0隻有較新的主機板才能支持，購買時根據個人情況選擇產品，雖然USB2.0向下兼容USB1.1，但支持USB2.0介面的移動硬碟盒比USB1.1的要貴一些。
 
無線USB
USB開發者論壇的主席兼英特爾公司的技術策略官Jeff Ravencraft表示，無線USB技術將幫助用戶在使用個人電腦連接打印機、數位相機、音樂播放器和外置磁盤驅動器等設備時，從紛繁復雜的電纜連線中解放出來。無線USB標準的數據傳輸速率與當前的有線USB 2.0標準是一樣的，均為每秒480M，兩者的區別在於無線USB要求在個人電腦或外設中裝備無線收發裝置以代替電纜連線。[3]
在英特爾開發者論壇舉辦的前夕，Ravencraft稱，首先采用這一標準的將是外置磁盤驅動器、數位相機和打印機。而越來越多的產品將在2006年第三季度開始推向市場。
為瞭使無線USB標準得以實用，必須改善這一技術的一些不足。USB標準小組宣佈瞭無線聯盟規范，以確保隻有經過認證才能讓電腦和外設通過無線USB連接起來。
Ravencraft補充，一直以來USB標準已經廣泛的用於將數位相機、掃描機、手機、PDA、DVD刻錄機和其他設備與個人電腦的連接。而無線聯盟規范則詳細規定瞭個人電腦和外設如何通過無線USB進行連接，一臺電腦最多可以同時連接127個外設。
無線聯盟規范規定瞭兩種建立連接的方法。第一種方法是電腦和外設先用電纜連接起來，然後再建立無線連接以供以後使用。第二種方法是外設可以提供一串數字，用戶在建立連接的時候輸入到電腦裡麵。
無線USB采用超寬帶技術進行通信。當前無線局域網的802.11g協議采用位於2.4GHz附近的一小段頻帶進行通信，而超寬帶技術則采用從3.1GHz到10.6GHz的頻帶進行通信。超寬帶的信號水平足夠低，因此對於其他無線通信技術來說，超寬帶信號的影響類似於噪聲。
無線網路當前廣泛使用的技術是IEEE的802.11標準，也就是英特爾所推動的Wi-Fi。這一技術廣泛的使用在筆記本電腦上，甚至部分尼康公司和佳能公司的數位相機也采用這一技術。而無線USB技術則是一個完全不同的技術，由於這一技術實現上相對簡單同時功耗隻有802.11的一半，因此不少廠商都更願意采用無線USB技術。
Ravencraft表示，在高端的手機和數位相機上采用802.11技術，關鍵是要解決電池壽命問題。而廠商們發現超寬帶技術是解決這一問題的最好的辦法。
在距離電腦10英尺范圍內，無線USB設備的傳輸速率將保持每秒480M。如果在30英尺范圍內，傳輸速率將下降到每秒110M。然而隨著技術的發展，無線USB的傳輸速率將會超過每秒1G甚至更快。
當前超寬帶技術不僅可以用於無線USB連接中，還可以在藍牙和IEEE的1394火線連接甚至WiNet短距離連接中使用。

火線介面

相同點
兩者都是一種通用外接設備介面。
兩者都可以快速傳輸大量數據。
 
兩者都能連接多個不同設備。
兩者都支持熱插撥。
兩者都可以不用外部電源。
不同點
兩者的傳輸速率不同。USB最高的速度可達5Gbps，但由於USB3.0尚未普及，當前主流的USB2.0隻有480Mbps，並且速度不穩定；相比之下，IEEE1394當前的速度雖然隻有800Mbps，但較為穩定，故在數位相機等高速設備中還保留瞭IEEE1394介面，但也開始采用USB介面瞭。
兩者的結構不同。USB在連接時必須至少有一臺電腦，並且必須需要HUB來實現互連，整個網路中最多可連接127臺設備。IEEE1394並不需要電腦來控製所有設備，也不需要HUB，IEEE1394可以用網橋連接多個IEEE1394網路，也就是說在用IEEE1394實現瞭63臺IEEE1394設備之後也可以用網橋將其他的IEEE1394網路連接起來，達到無限製連接。
兩者的智能化不同。IEEE1394網路可以在其設備進行增減時自動重設網路。USB是以HUB來判斷連接設備的增減瞭。
兩者的應用程度不同。現USB已經被廣泛應用於各個方麵，幾乎每臺PC主機板都設置瞭USB介面，USB2.0也會進一步加大USB應用的范圍。IEEE1394當前隻被應用於音頻、視訊等多媒體方麵。

OTG

USB on-The-Go Supplement 1.0：2001年12月發佈。USB on-The-Go Supplement 1.0a：2003年6月發佈，即當前版本。
USB OTG是USB on-The-Go的縮寫，是當前發展起來的技術，2001年12月18日由USB Implementers Forum公佈，主要應用於各種不同的設備或移動設備間的聯接，進行數據交換。特別是PDA、移動電話、消費類設備。改變如數位照相機、攝影機、打印機等設備間多種不同製式連接器，多達7種製式的存儲卡間數據交換的不便。
USB技術的發展，使得PC和周邊設備能夠通過簡單方式、適度的製造成本將各種數據傳輸速度的設備連接在一起，上述我們提到應用，都可以通過USB總線，作為PC的周邊，在PC的控製下進行數據交換。但這種方便的交換方式，一旦離開瞭PC，各設備間無法利用USB口進行操作，因為沒有一個從設備能夠充當PC一樣的Host。
on-The-Go，即OTG技術就是實現在沒有Host的情況下，實現從設備間的數據傳送。例如數位相機直接連接到打印機上，通過OTG技術，連接兩臺設備間的USB口，將拍出的相片立即打印出來；也可以將數位照相機中的數據，通過OTG發送到USB介面的移動硬碟上，野外操作就沒有必要攜帶價格昂貴的存儲卡，或者背一個便攜電腦。
在OTG產品中，增加瞭一些新的特性：
* 新的標準，適用於設計小巧的連接器和電纜；
* 在傳統的周邊設備上，增加瞭Host能力，適應點到點的連接；
* 這種能力可以在兩個設備間動態地切換；
* 低的功耗，保證USB可以在電池供電情況下工作
使用OTG後，不影響原設備和PC的連接，但使得在市場上已有超過10億個USB介面的設備，也能通過OTG互聯。
[4-6]

不同介面

隨著各種數位設備的大量普及，特別是MP3和數位相機的普及，我們周圍的USB設備漸漸多瞭起來。然而這些設備雖然都是采用瞭USB介面，但是這些設備的數據線並不完全相同。

USB介面(12張)這些數據線在連接PC的一端都是相同的，但是在連接設備端的時候，通常出於體積的考慮而采用瞭各種不同的介面。
絕大部分數位產品連接線的接頭除瞭連在PC上的都一樣，另外一頭也都是遵循著標準的規格。
USB是一種統一的傳輸規范，但是介面有許多種，最常見的就是咱們電腦上用的那種扁平的，這叫做A型口，裡麵有4根連線，根據誰插接誰分為公母介面，一般線上帶的是公口，機器上帶的是母口。
A型公口
右上麵的圖片是最常見的USB A型公口
常見Mini B型5Pin介面：
接下來就是在數位產品上最常見的介面瞭，由於數位產品體積所限，所以通常用的是Mini B型介面，但是Mini B型介面也有許多種類。
B型5Pin
下麵的圖為Mini B型5Pin介面示意圖

 
這種介面可以說是當前最常見的一種介面瞭，這種介面由於防誤插性能出眾，體積也比較小巧，所以正在贏得越來越多的廠商青睞，這種介面廣泛出現在讀卡器、MP3、數位相機以及移動硬碟上。
下圖為：Sony F828上的Mini B型5Pin介面
當前采用這種介面的設備有SonY相機、攝影機和MP3，Olympus相機和錄音筆，佳能相機和惠普的數位相機等等，數量相當繁多。
常見Mini B型4Pin介面：
除瞭前麵我們看到的最常見的Mini B型5Pin的介面以外，Mini B型還有很多種別的介面，其中的一些也比較常見。
B型4Pin
這種介面常見於以下品牌的數位產品：奧林巴斯的C系列和E系列，柯達的大部分數位相機，三星的MP3產品（如Yepp），SonY的DSC系列，康柏的IPAQ系列產品……
富士Mini B型4Pin Flat介面：
Mini B型4Pin還有一種形式，那就是Mini B型4Pin Flat。顧名思義，這種介面比Mini B型4Pin要更加扁平，在設備中的應用也比較廣泛。
4Pin
這種介面和前麵講腗INI B型4pin非常類似，但是這種接頭更為扁平，所占用的體積更小。
這種介面常見於以下設備：富士的FinePix系列，卡西歐的QV系列相機，柯尼卡的產品。
我們看到，富士的機器用這種介面的比較多，幾乎舊有的機型全是這種介面。不過值得註意的是，富士在最新的S5000和S7000上已經放棄瞭這種介面，改投Mini B 5Pin的陣營。
尼康獨有，Mini B型8Pin介面：
Mini B型除瞭前麵的4Pin和5Pin的，還有一種就是8Pin的瞭，這種接頭在其他設備上出現的幾率就非常少瞭，通常出現在數位相機上。Mini B型的介面也有3種，一種是普通型的，一種是Round（圓）型的，還有一種是2×4佈局的扁平介面。
B型8Pin
這種介面適用的設備，據筆者所知當前隻有Nikon Coolpix 775一個款型的產品使用這種介面。
8Pin Round
這種介面和前麵的普通型比起來，就是將原來的D型接頭改成瞭圓形接頭，並且為瞭防止誤插在一邊設計瞭一個凸起。
這種接頭可以見於一些Nikon的數位相機，CoolPix系列比較多見。雖然Nikon一直堅持用這種介面，但是在一些較新的機型中，例如D100和CP2000也都采用瞭普及度最高的Mini B型5Pin介面。
差點兒就普及，8Pin 2×4介面：
除瞭我們前麵見過的Mini B型5Pin的介面，我想大傢一定還對下麵這種介面非常熟悉，這種介面也曾經相當的普及。
2×4
圖為：Mini B型8Pin 2×4介面
這種介面也是一種比較常見的介面瞭，例如我們熟悉的iRiver的著名的MP3系列，其中號稱“鐵三角”的180TC，以及該系列的很多其他產品采用的均是這種介面。這種介面的應用范圍也還算是廣，不過從iRiver自3XX系列全麵換成Mini B型5Pin的介面後，這種規格明顯沒有Mini B型5Pin搶眼瞭。
對應部分圖片：
  常見USB圖片
Micro USB
Micro USB是USB 2.0標準的一個便攜版本，比當前部分手機使用的Mini USB介面更小，Micro-USB是Mini-USB的下一代規格，由USB標準化組織美國USB Implementers Forum（USB-IF）於2007年1月4日製定完成。

常用芯片

低速 IC，傳輸速率1.5MBit/S
EM78M612: 16PIN,18PIN,20PIN,24PIN,112 BYTE RAM,2K ROM帶有A/D，EEPROM，PWM功能，有EP0和EP1兩個端點。
EM78M611: 20PIN,24PIN,40PIN,44PIN(QFP),144BYTE RAM,6K ROM,A/D,EEPROM,PWM功能，有EP0,EP1,EP2三個端點。
全速 IC：傳輸速率12MBit/S
EM78M680：20PIN,24PIN,40PIN,44PIN(QFP),271 BYTE RAM,6K ROM,A/D,EEPROM,PWM功能，有5個端點。
全速 IC：傳輸數率12MBIT/S
EM77F900: 100PIN;1.3K RAM,16K FLASH,48MHz (1 clocks/cycle）；帶A/D,PWM,SPI,USB HUB,BB等功能，有4個端點.
USB控製芯片：CY7C68013，CH375，CP2102，TL16C750等
高速IC：傳輸速度480Mbit/s
USB控製芯片：FT2232H，cy7c68013等

發展歷史

USB1.1
USB 最初是由英特爾與微軟公司倡導發起，其最大的特點是支持熱插拔和即插即用。當設備插入時，主機偵測 此設備並加載所需的驅動程式，因此使用遠比 PCI 和 ISA總線方便。 　USB規格第一次是於1995年，由Intel、IBM、Compaq、Microsoft、NEC、Digital、North Telecom等七傢公司組成的USBIF（USB Implement Forum）共同提出，USBIF於1996年1月正式提出USB1.0規格，頻寬為12Mbps.不過因為當時支持USB的周邊裝置少的可憐，所以主機板商不太把USB Port直接設計在主機板上。 　USB外接裝置的流行與需求。1998年9月，USBIF提出USB1.1規范來修正USB1.0，主要修正瞭技術上的小細節，但傳輸的的頻寬不變，仍為12Mbps。USB1.1向下兼容於USB1.0，因此對於一般使用者而言，並感受不到USB1.1與USB1.0的規范差異。 　USB1.1的最高傳輸速率為12Mbps，即USB2.0標準中的"Full-Speed USB"，一些廠商將其產品標為"USB2.0 Full-Speed "。註意不要將"全速（Full-Speed ）"誤解為"高速（High-Speed）"，真正的USB2.0 High-Speed最高傳輸速率是480Mbps。
USB 2.0
USB是一種應用在計算機領域的新型介面技術。早在1995年，就已經有個人電腦帶有USB介面瞭，但由於缺乏軟件及硬件設備的支持，這些個人電腦的USB介面都閒置未用。1998年後，隨著微軟在Windows 98中內置瞭對USB介面的支持模塊，加上USB設備的日漸增多，USB介面才逐步走進瞭實用階段。
這幾年，隨著大量支持USB的個人電腦的普及，USB逐步成為個人電腦的標準介面已經是大勢所趨。在主機端，最新推出的個人電腦幾乎100%支持USB；而在外設端，使用USB介面的設備也與日俱增，例如數位相機、掃描機、遊戲桿、磁帶和軟驅、圖像設備、打印機、鍵盤、鼠標等等。
USB設備之所以會被大量應用，主要具有以下優點：
1、可以熱插拔。這就讓用戶在使用外接設備時，不需要重復“關機將並口或串口電纜接上再開機”這樣的動作，而是直接在電腦工作時，就可以將USB電纜插上使用。
2、攜帶方便。USB設備大多以“小、輕、薄”見長，對用戶來說，同樣20G的硬碟，USB硬碟比IDE硬碟要輕一半的重量，在想要隨身攜帶大量數據時，當然USB硬碟會是首要之選瞭。
3、標準統一。大傢常見的是IDE介面的硬碟，串口的鼠標鍵盤，並口的打印機掃描機，可是有瞭USB之後，這些應用外設統統可以用同樣的標準與個人電腦連接，這時就有瞭USB硬碟、USB鼠標、USB打印機等等。
4、可以連接多個設備。USB在個人電腦上往往具有多個介面，可以同時連接幾個設備，如果接上一個有四個端口的USB HUB時，就可以再連上；四個USB設備，以此類推，盡可以連下去，將你傢的設備都同時連在一臺個人電腦上而不會有任何問題（註：最高可連接至127個設備）。但是，為什麼又出現瞭USB2.0呢？它與USB1.1又有何區別？請別急，下麵就會談到瞭。
2.0規范
註意：本文所說的Mbps乃是“兆位每秒”，並不是我們日常用的“兆字節每秒”。一字節等於八位。
這裡有必要先說清楚一下USB2.0規范的由來。USB2.0技術規范是有由Compaq、Hewlett Packard、Intel、Lucent、Microsoft、NEC、Philips共同製定發佈的，把外設數據傳輸速度提高到瞭480Mbps，是USB 1.1設備的40倍！但按照原定計劃新的USB 2.0標準隻是準備把這個標準定在240Mbps，後來，經過努力將它提高到瞭480Mbps。
由於當時製訂的標準有瞭變化，USB規范就產生瞭三種速度選擇：480Mbps、12Mbps、1.5Mbps。而2003年6月份，當USB2.0標準開始逐漸深入人心之後，USB協會重新命名瞭USB的規格和標準，也許當時USB協會的舉措隻是為瞭更好的統一標準而不至於混亂，但也許USB協會沒想到這個標準給閃存盤和MP3市場造成一個混亂的局麵。
重新命名瞭USB標準將原先的USB 1.1改成瞭USB 2.0 Full Speed（全速版），同時將原有的USB 2.0改成瞭USB 2.0 High-Speed（高速版），並同時公佈瞭新的標識。不言而喻，高速版的USB 2.0速度當然超過全速版的USB 2.0。
當前USB設備雖已被廣泛應用，但比較普遍的卻是USB1.1介面，它的傳輸速度僅為12Mbps。舉個例子說，當你用USB1.1的掃描機掃一張大小為40M的圖片，需要半分鐘之久。這樣的速度，讓用戶覺得非常不方便，如果有好幾張圖片要掃的話，就得要有很好的耐心來等待瞭。
用戶的需求，是促進科技發展的動力，廠商也同樣認識到瞭這個瓶頸。這時， COMPAQ、Hewlett Packard、Intel、Lucent、Microsoft、NEC和PHILIPS這7傢廠商聯合製定瞭USB 2.0介面標準。USB 2.0將設備之間的數據傳輸速度增加到瞭480Mbps，比USB 1.1標準快四十倍左右，速度的提高對於用戶的最大好處就是意味著用戶可以使用到更高效的外部設備，而且具有多種速度的周邊設備都可以被連接到USB 2.0的線路上，而且無需擔心數據傳輸時發生瓶頸效應。
所以，如果你用USB 2.0的掃描機，就完全不同瞭，掃一張40M的圖片隻需半秒鐘左右的時間，一眨眼就過去瞭，效率大大提高。
不言而喻，市麵上不少閃存盤和MP3采用的USB 2.0，其實就是原來USB1.1的，被USB協會命名為Full Speed的USB2.0版本。速度上隻有12Mbps，與高速版的480Mbps有很大的差距。
而且，USB2.0可以使用原來USB定義中同樣規格的電纜，接頭的規格也完全相同，在高速的前提下一樣保持瞭USB 1.1的優秀特色，並且，USB 2.0的設備不會和USB 1.X設備在共同使用的時候發生任何沖突。
USB 2.0 支持的操作系統：
Microsoft Windows 8【RT版可能不兼容】
Microsoft Windows 7
Microsoft Windows Server 2008
Microsoft Windows vista
Microsoft Windows Server 2003
Microsoft WindowsXP（所有版本）
Microsoft Windows 2000（確保已安裝最新的服務包）
Microsoft Windows 98SE
Microsoft Windows Me

要啟用 USB 2.0：
1。系統重啟（或加電）。
2。在 POST（加電自檢）過程中按“F2”，進入系統 BIOS 設置程序。
3。使用箭頭鍵（向左和向右）選擇“高級”菜單。
4。選擇“USB 配置”並按 <Enter>；。
5。啟用“高速 USB”。
6。按“F10”保存並退出 BIOS 設置程序。（ 高速 USB 2.0 控製器現在已經啟用，在下一次正常啟動周期中，操作系統應該檢測到新硬件。
一般數據線很少有專用的，普遍現象是一條數據線可以通用多種手機型號，有些型號的數據線比較誇張，一條線可以用30－40種不同類型的手機。
當前數據線銷售商普遍碰到的問題就是客戶反映數據線不能用，如果你確定發貨沒發錯，多數是客戶不會用數據線瞭。首先看一下光盤裡麵的軟件是否支持客戶的手機型號，如果不支持就可以去網上下載一個對應的軟件瞭，這樣一般問題就解決瞭。關鍵一點：數據線是通用的，軟件不通用。當前也沒有什麼特別好的方法，畢竟手機型號太多瞭。
數據傳輸速率問題
1、數據線傳輸速率與其粗細沒有任何關系；
2、多媒體讀卡器的傳輸速率和數據線的傳輸速率取決於讀卡器和卡的介面速度。USB 2.0的介面比USB1.1快40倍；
3、多媒體卡的讀卡速率一般讀卡比寫卡快。

USB 3.0
英特爾公司（Intel）和業界領先的公司一起攜手組建瞭USB 3.0推廣組，旨在開發速度超過當今10倍的超高效USB互聯技術。該技術是由英特爾，以及惠普（HP）、NEC、NXP半導體以及德州機器（Texas Instruments）等公司共同開發的，應用領域包括個人計算機、消費及移動類產品的快速同步即時傳輸。隨著數字媒體的日益普及以及傳輸文件的不斷增大——甚至超過25GB，快速同步即時傳輸已經成為必要的性能需求。[7]
USB 3.0 具有後向兼容標準，並兼具傳統USB技術的易用性和即插即用功能。該技術的目標是推出比當前連接水平快10倍以上的產品，采用與有線USB相同的架構。除對USB 3.0規格進行優化以實現更低的能耗和更高的協議效率之外，USB 3.0 的端口和線纜能夠實現向後兼容，以及支持未來的光纖傳輸。
“從邏輯上說USB 3.0將成為下一代最普及的個人電腦有線互聯方式”，英特爾技術戰略師Jeff Ravencraft說道，“數字時代需要高速的性能和可靠的互聯來實現日常生活中龐大數據量的傳輸。USB 3.0可以很好地應對這一挑戰，並繼續提供用戶已習慣並繼續期待的USB易用性體驗。”
英特爾公司成立USB 3.0推廣組之初就希望USB設計學會（USB-IF）可以作為USB 3.0規格的行業協會。完整的USB 3.0規格有望於2008年上半年推出，USB 3.0初步將采用離散矽的形式。
USB 3.0推廣組，包括惠普、英特爾、NEC、NXP半導體以及德州機器，致力於保護已有USB設備驅動器基礎設施和投資、USB的外觀以及方便使用的特性，同時繼續發揚USB這種卓越技術的功能。
“我們對USB 2.0以及無線USB技術的支持彰顯瞭惠普致力於為客戶提供可靠的外圍設備互聯方式”，惠普公司負責打印成像與消費市場部門（Consumer Inkjet Solutions）的副總裁Phil Schultz說，“現在借助USB 3.0，我們將為客戶創造打印機、數位相機及其他外圍設備與個人電腦互聯的更佳體驗。”
“英特爾在兩代USB技術的開發和采用方麵均走於行業前列，USB現在已經成為最受歡迎的計算和手持電子設備外圍介面”，英特爾高級副總裁兼數字企業事業部總經理帕特·基辛格（Patrick Gelsinger）表示，“由於市場發展支持客戶對龐大數據進行存儲和傳輸的需求，我們希望開發出第三代USB技術，可以利用現有的USB界麵並對其進行優化來滿足這些需求。”
“自首次安裝有線USB以來，NEC一直都是USB技術的支持者”，NEC電子SoC系統部門總經理Katsuhiko Itagaki說道，“現在是時候進一步發展這個業已成功的互聯介面以滿足市場對龐大數據傳輸速度的更高需求，從而盡量縮短用戶等待的時間。”
“NXP很高興與其它頂級公司攜手推進世界領先的互聯技術來滿足下一代外圍設備的需求”，NXP半導體商業互聯娛樂（Business Line Connected Entertainment）戰略和業務發展部總監Pierre-Yves Couteau說，“作為USB半導體解決方案的領先提供商，NXP致力於推動超高速USB的標準化和應用。”
“隨著高速USB在個人計算、消費電子以及移動等各種細分市場內的普及，我們預計USB 3.0將迅速取代USB2.0端口成為高帶寬應用領域的事實標準”，德州機器Worldwide ASIC副總裁Greg Hantak表示，“德州機器非常興奮USB 3.0的卓越性能將進一步拓展USB的應用領域並為用戶帶來更佳的體驗。”
關於USB 設計學會 （Universal Serial Bus Implementers Forum）
非盈利組織USB設計論壇（USB-IF）成立的宗旨是為USB技術的發展和普及提供支持。通過其標識和認證項目，USB-IF為高質量、兼容性USB設備的開發提供協助，USB-IF還大力宣傳USB的優勢以及經其認證的產品的質量。
標準
由Intel、微軟、惠普、德州機器、NEC、ST-NXP等業界巨頭組成的USB 3.0 Promoter Group 在2008-11-18日宣佈，該組織負責製定的新一代USB 3.0標準已經正式完成並公開發佈。新規范提供瞭十倍於USB 2.0的傳輸速度和更高的節能效率，可廣泛用於PC外圍設備和消費電子產品。
製定完成的USB 3.0標準已經移交給該規范的管理組織USB Implementers Forum（簡稱USB-IF）。該組織將與硬件廠商合作，共同開發支持USB 3.0標準的新硬件，不過實際產品上市還要等一段時間。
第一版USB 1.0是在1996年出現的，速度隻有1.5Mbps；兩年後升級為USB 1.1，速度也大大提升到12Mbps，至今在部分舊設備上還能看到這種標準的介面；2000年4月，當前廣泛使用的USB 2.0推出，速度達到瞭480Mbps，是USB 1.1的四十倍；如今八個半年頭過去瞭，USB 2.0的速度早已經無法滿足應用需要，USB 3.0也就應運而生，最大傳輸帶寬高達5.0Gbps，也就是625MB/s，同時在使用A型的介面時向下兼容。
IEEE組織也批準瞭新規范IEEE1394-2008，不過新版FireWire的傳輸速度隻有3.2Gb/s，相當於USB 3.0的60%多一點。難怪蘋果等業界廠商普遍對該技術失去瞭興趣。
USB 2.0基於半雙工二線製總線，隻能提供單向數據流傳輸，而USB 3.0采用瞭對偶單純形四線製差分信號線，故而支持雙向並發數據流傳輸，這也是新規范速度猛增的關鍵原因。
除此之外，USB 3.0還引入瞭新的電源管理機製，支持待機、休眠和暫停等狀態。
測量機器大廠泰克（Tektronix）在上個月第一傢宣佈瞭用於USB 3.0的測試工具，可以幫助開發人員驗證新規范與硬件設計之間的兼容性。
USB 3.0在實際設備應用中將被稱為“USB SuperSpeed”，順應此前的USB 1.1 FullSpeed和USB 2.0 HighSpeed。預計支持新規范的商用控製器將在2009年下半年麵世，消費級產品則有望在2010年上市。
USB 3.0標識圖
  USB 3.0標識圖
USB 3.0雙總線架構圖
通信層和電源管理特性
Standard-A型介面尺寸圖
Standard-A型公口、母口實物模擬圖
Standard-B型介面尺寸圖
Micro微型介面尺寸圖
線纜結構圖
線纜截麵接頭示意圖
USB 3.0標準介面與線纜樣品
編輯本段
速度識別

USB識別
在USB設備連接時,USB系統能自動檢測到這個連接,並識別出其采用的數據傳輸速率。USB采用在D+或D-線上增加上拉電阻的方法來識別低速和全速設備。USB支持三種類型的傳輸速率:1.5Mb/s的低速傳輸、12Mb/s的全速傳輸和480Mb/s的高速傳輸。當主控製器或集線器的下行端口上沒有USB設備連接時,其D+和D-線上的下拉電阻使得這兩條數據線的電壓都是近地的(0V);當全速/低速設備連接以後,電流流過由集線器的下拉電阻和設備在D+/D-的上拉電阻構成的分壓器。由於下拉電阻的阻值是15KΩ,上拉電阻的阻值是1.5KΩ,所以在D+/D-線上會出現大小為(Vcc*15/(15+1.5))的直流高電平電壓。當USB主機探測到D+/D-線的電壓已經接近高電平,而其它的線保持接地時,它就知道全速/低速設備已經連接瞭。

  usb低速和全速識別
高速識別
高速設備和全速設備有一樣的D+上拉電阻，高速設備在進行高速握手以前以全速運行。Host在reset設備的時候設備如果支持高速就需要與主機進行高速握手。隨後斷開D+的上拉電阻，使能D+/D-上的高速終端電阻，並運行在高速狀態。

介面定義

標準 USB 介面標準 USB 連接器觸點
觸點
功能（主機）
功能（設備）
1
VBUS (4.75－5.25 V)
VBUS (4.4－5.25 V)
2
D-
D-
3
D+
D+
4
接地
接地
USB 信號使用分別標記為 D+ 和 D- 的雙絞線傳輸，它們各自使用半雙工的差分信號並協同工作，以抵消長導線的電磁乾擾。
USB1.1 和USB2.0
USB1.1是較為普遍的USB規范，其高速方式的傳輸速率為12Mbps，低速方式的傳輸速率為1.5Mbps（b是Bit的意思），1MB/s（兆字節/秒）=8MBPS（兆位/秒），12Mbps=1.5MB/s。當前，大部分MP3為此類介面類型。
USB2.0規范是由USB1.1規范演變而來的。它的傳輸速率達到瞭480Mbps，折算為MB為60MB/s，足以滿足大多數外設的速率要求。USB 2.0中的“增強主機控製器介面”（EHCI）定義瞭一個與USB 1.1相兼容的架構。它可以用USB 2.0的驅動程序驅動USB 1.1設備。也就是說，所有支持USB 1.1的設備都可以直接在USB 2.0的介面上使用而不必擔心兼容性問題，而且像USB 線、插頭等等附件也都可以直接使用。
使用USB為打印機應用帶來的變化則是速度的大幅度提升，USB介面提供瞭12Mbps的連接速度，相比並口速度提高達到10倍以上，在這個速度之下 打印文件傳輸時間大大縮減。USB 2.0標準進一步將介面速度提高到480Mbps，是普通USB速度的20倍，更大幅度降低瞭打印文件的傳輸時間。
USB是一種常用的pc介面，他隻有4根線，兩根電源兩根信號，故信號是串行傳輸的，usb介面也稱為串行口，usb2.0的速度可以達到480Mbps。可以滿足各種工業和民用需要。
USB介面的輸出電壓和電流是：+5V 500mA 實際上有誤差，最大不能超過+/-0.2V 也就是4.8-5.2V 。
USB介面的4根線一般是下麵這樣分配的：黑線：gnd 紅線：vcc綠線：data+ 白線：data-
需要註意的是千萬不要把正負極弄反瞭，否則會燒掉usb設備或者電腦的南橋芯片

介面顏色
一般的排列方式是：紅白綠黑從左到右
定義：
紅色－USB電源： 標有－VCC、Power、5V、5VSB字樣
綠色－USB數據線：（正）－DATA+、USBD+、PD+、USBDT+
白色－USB數據線：（負）－DATA-、USBD-、PD-、USBDT+
黑色－地線：GND、Ground
USB原理
USB的結構框架[10]（如右圖）

  USB的拓撲結構
PC主機板上的那兩個插口，就是root hub。root hub是一個USB系統的總控製端口。它既可以直接接外設，也可以通過hub控製更多的外設。 USB hub結構類似通常的網路集線器，有一個upper link和很多子端口，每個子端口可以接一個外設，也可以再通過一個hub接入更多外設，直到所有外設加起來到127為止。
USB的加載過程
當USB設備接入hub或root hub後，主機控製器和主機軟件(host controller & host software)能自動偵測到設備的接入。然後host software讀取一系列的數據用於確認設備特征，如vendor ID, product ID, interface工作方式，電源消耗量等參數。之後主機分配給外設一個單獨的地址。地址是動態分配的，各次可能不同。在分配完地址之後對設備進行初始化，初始化完成以後就可以對設備進行IO操作瞭

適用范圍

其實除瞭像顯卡這種需要極高數據量和一些實時性要求特別高的控製設備，幾乎所有的PC外設都可以移植到USB上來。而事實上國外幾乎已經做到瞭這一點。我想對於國內的開發者來說，在鼠標、鍵盤等產品上就不必去和國外競爭瞭。但即使這樣，USB的PC外設仍然有大得不可限量的發展空間。我歸納瞭以下幾個大類供開發者參考：
PC外設
象鼠標、鍵盤、音箱、遊戲桿、掃描機、打印機等。
通信設備
如Modem, ISDN等。
轉接器
如USB-->232, USB-->LPT等，以適應原來的設備。
中國特色
象漢字輸入筆那樣的東西。
工業領域
需要USB設備支持的企業。

USB3.0速度要翻倍

USB3.0仍然有很大潛力可挖
USB 3.0推廣小組2013-1-8宣佈，SuperSpeed USB(也就是USB 3.0)將會迎來一個增強升級版本，數據傳輸率在現有5Gbps的基礎上翻番達到10Gbps，同時保持完全向下兼容。 有趣的是，Intel力推的Thunderbolt雷電標準理論帶寬也是10Gbps，其沖擊對象正是USB 3.0。這下就不用多說瞭吧。 USB 3.0的增強版主要特性有： － 10Gbps數據傳輸率 － 改進數據編碼，提高數據傳輸效率，以獲得更高的吞吐和I/O能效 － 兼容現有USB 3.0介面、數據線 － 兼容現有USB 3.0軟件堆棧和設備級協議 － 兼容現有USB 3.0、USB 2.0 Hub、設備