概述
usb的英文全稱為universal serial bus,中文含義是通用序列匯流排，它是一種快速的，雙向的，同步傳輸的廉價的並可以進行熱拔插的序列介面。usb介面使用方便，它可以連線多個不同的裝置，而過去的串列埠和並口只能接乙個裝置。速度快是usb技術的突出特點之一。全速usb介面的最高傳輸率可達12mb/s,比串列埠快了整整100倍，而執行usb2.0標準的高速usb介面速率更是達到了480mb/s，最新的usb3.1支援高達10gb/s的傳輸速率，usb發展歷程如圖 1所示。
圖 1 usb發展歷程
usb（universal serial bus）體系包括「主機（host）」、「裝置（device）」以及「物理連線(connector）」三個部分。其中主機是乙個提供usb 介面及介面管理能力的硬體、軟體及韌體的複合體，可以是pc，也可以是otg 裝置。乙個usb 系統中僅有乙個usb 主機（host）；裝置（device）包括usb 功能裝置（function）和usb hub，最多支援127 個裝置；物理連線即指的是usb 的傳輸線。
最常見的usb 系統為pc 機和usb 外設的系統， 乙個pc機通常整合了usb host 和usb root hub。usb hub 是市場上很常見的usb 介面擴充套件裝置；u 盤，usb modem，usb 網絡卡等是很常見的usb 功能裝置。
usb 介面的標準
機械標準
usb2.0 標準規定usb 介面的物理規範如下
對於usb 線纜，usb2.0 標準只能為以下的三種插頭形式的組合：
①標準可插拔線纜(detachable cable)：一端為a 型插座，另外一端為b 型插座；
②高速/全速不可分離電纜（captive cable）：一端為a 型插座，另外一端廠商根據實際高速/全速usb 產品指定，如手機，*** 的usb 配線；usb 鍵盤等；
③低速電纜不可分離電纜（captive cable）：一端為a型插座，另外一端廠商根據實際低速usb產品指定。
標準也規定了usb2.0 cable的最長長度為5m。
圖 4 usb3.0插座與usb2.0的相容
電氣標準
usb2.0的bus由四根線組成：電源vbus（red），gnd（black），訊號d＋（green），訊號d－（white），usb標準裡面也指定了這四根線在usb電纜裡面的顏色（上一句括號裡面已標明）。其中電源線vbus可用於由usb主裝置向從裝置供電，供電電壓為＋5v，乙個usb host埠最多可以提供500ma的電流。
對於工作於high－speed模式下訊號線，關鍵的電氣引數如下：
1、單端訊號高電平範圍：360mv～440mv；單端訊號低電平範圍：-10mv～10mv；
2、單端輸出阻抗：45ω；差分輸出阻抗：90ω； （pcb佈線時要求阻抗控制為90ω）
3、對於工作於full－speed模式下訊號線，關鍵的電氣引數如下：
4、單端訊號高電平範圍：2.8v～3.6v（比較常見的是3.3v訊號電平）；單端訊號低電平範圍：0v～0.3v；
5、差分輸出阻抗：90ω±15％。
usb3.0匯流排由8根線組成，除了usb2.0的電源vbus（red），gnd（black），訊號d＋（green），訊號d－（white），還有tx/rx兩對sdp（遮蔽差分線對），如圖 5所示
圖 5 usb3.0線纜結構
對於工作於superspeed模式下訊號線，要求單端輸出阻抗：45ω±3ω；差分輸出阻抗：90ω±5ω（pcb佈線時要求差分阻抗控制為90ω）。
usb主裝置供電及inrush（啟動）電流
usb主裝置對從裝置有三種供電方式：從裝置自供電，主裝置對從裝置完全供電，主裝置對從裝置部分供電（usb host埠最多提供500ma的電流，從裝置需要的其它電流由自己供電，但兩部分電源應該分開）。
usb裝置在熱插時均會產生強電流（inrush current），這種強電流會導致usb匯流排供電電壓下降（最大允許droop電壓為330mv），一方面會導致匯流排上的其它device不能正常工作；另一方面可能導致插入的device無法啟動，更嚴重的情況會燒壞host裝置。inrush電流產生的原因如下： 在熱插或裝置的工作狀態由低功耗切換為高功耗時，由於從裝置上vcc對地存在的電容及瞬間負載過大的影響，在vcc上將會由主裝置向從裝置注入瞬間強電流。
為保證usb介面的可靠的設計，通常需要使用一些限流電路。最常見最通用的限流電流就是直接利用板上已有dc-dc電源電路的限流功能，但這很顯然不是一種很好的方法；其它比較常用的方法有使用保險絲和usb專用過流保護供電晶元兩種方式，如g5250晶元。
另外在熱拔時會由於線上的電感效應的存在，突變的電流會在host端和device端會產生flyback voltage，在host端的表現為引入了雜訊，在device端則需要注意反轉電壓的幅度不能過大。但這些現象一般影響很有限，設計上基本上沒有進行相應的考慮。
USB協議簡介
usb，是英文universal serial bus 通用序列匯流排 的縮寫，其中文簡稱 通串線 是乙個外部匯流排標準，用於規範電腦與外部裝置的連線和通訊。是應用在 pc 領域的接 術。usb 介面支援裝置的即插即用和熱插拔功能。usb 是在 1994 年底由英特爾 康柏 ibm microsof...
USB學習系列之一 USB簡介
1.usb universal serial bus 通用序列匯流排 2.即插即用pnp plug and play。3.usb是主從模式結構，usb通訊中分為usb主裝置和usb從裝置，主裝置和主裝置，從裝置和從裝置之間不能互連。4.usb otg on the go 正在執行中 同乙個裝置，在不...
usb互動過程簡介
大致過程是這樣的，裝置插入 1 主機會輪迴查詢各個usb埠，主機檢測到d 與d 之間有電壓差，就認為有新的設定接入。主機等待100ms後發出復位請求。裝置接到復位請求後將產生乙個外部中斷訊號。列舉過程 2 主機這時候只是知道有新的裝置插入了，但是不知道插進來個什麼東西，所以就開始詢問它是什麼裝置，怎...