USB工作过程

USB设备的加载过程 

当USB设备接入hub或root hub后，主机控制器和主机软件(host controller & host software)能自动侦测到设备的接入。然后host software读取一系列的数据用于确认设备特征，如vendor ID, product ID, interface工作方式，电源消耗量等参数。之后主机分配给外设一个单独的地址。地址是动态分配的，各次可能不同。在分配完地址之后对设备进行初始化，初始化完成以后就可以对设备进行IO操作了。 

启动主机后，它会查询所有与总线相连的设备，并为每个设备分配一个地址。这个过程称为枚举——在将设备连接到总线时，主机也会枚举它们。此外，主机还会查出每台设备要执行的数据传输类型。

• 中断——鼠标或等设备发送的数据非常少，它们会选择中断模式。 
• 批量——打印机等设备接收的数据包含在一个大的数据包中，它们会使用批量传输模式。这种模式会将大块数据发送到打印机（块的大小为64个字节），并对这些数据进行验证，以确保它们的正确性。 
• 同步——流式设备（如）都使用同步模式。在这种模式下，设备与主机之间的数据是实时传输的，其间没有数据纠正过程。

此外，主机还可以通过控制数据包发送命令或查询参数。

列举设备时，主机会一直跟踪所有同步和中断设备所请求的总带宽情况。如果总带宽为480Mbps（兆比特每秒），这些设备最多可占用90%的带宽。在用完这部分带宽后，主机就会拒绝访问任何其他同步或中断设备，控制数据包和用于批量传输的数据包将使用剩下的带宽（至少有10%）。

通用串行总线会将可用带宽分成多个帧，而主机则控制着这些帧。每个帧包含1,500个字节的数据，每隔一毫秒就会启动一个新帧。在形成帧的过程中，将为同步和中断设备分配一个槽，以便保证它们得到所需要的带宽。批量和控制传输将使用剩下的空间来传输数据。如果想了解更多信息，您可以查看本文末尾的技术链接，它们提供了大量的详细信息。

USB性能特点通用串行总线具有以下性能特点：

• 计算机可以充当主机。 
• 主机上可以连接多达127台设备（可直接连接，也可以通过USB集线器连接）。 
• 单根USB线缆可达5米之长；使用集线器后，设备最多可以在远离主机30米的地方工作，这相当于六根线缆的长度。 
• 使用USB 2.0时，总线的最大数据传输速率可达到每秒480兆比特。 
• USB线缆包含两根电源线（一根电压为5伏的电线，另一根是地线）和一对用来承载数据的双绞线。 
• 在电源线上，计算机在5伏电压下可提供高达500毫安的电流。 
• 低功率设备（如鼠标）可以直接使用总线中的电流。高功率设备（如打印机）则配有自己的电源，总线只向它们提供很少一部分电能。集线器也自己有电源，能够直接为与之相连的设备供电。 
• USB设备都是热插拔型的，这表示您随时都可以将它们插入总线和拔掉它们。 
• 当计算机进入省电模式时，主计算机可以将许多USB设备置于睡眠状态。

与USB端口相连的设备依靠USB线缆来承载电源和数据。

USB线缆的内部构成：两根电源线，其中一根是电压为5伏的电线（红色），另一根是地线（棕色）；一对用来承载数据的双绞线（黄色和蓝色）。该线缆还是屏蔽电缆。

USB 2.0USB 2.0标准是USB 1.1的升级版本，于2000年4月推出。

USB 2.0（高速USB）为多媒体和存储应用程序提供了额外带宽，其数据传输速度比USB 1.1快40倍。为了让消费者和制造商顺利实现这一过渡，USB 2.0具有完全的向前和向后兼容性，它不仅可以用于原来的USB设备，而且还能使用之前USB制造的线缆和接口。

USB 2.0支持三种速度模式（每秒1.5、12和480兆比特），这样它既可支持和等低带宽设备，也可支持高分辨率的、、和高容量的等高带宽设备。随着USB 2.0的广泛应用，个人计算机（PC）领域的领导者可以加快新一代PC外设的开发，以跟上现有高性能PC的发展步伐。USB 2.0的传输速度也促进了新一代PC和应用程序的发展。除了改进功能和鼓励创新外，USB 2.0还提高了用户应用程序的效率，用户可以同时运行多个PC应用程序或高性能外设。