简而言之，USB
理解USB标准开始新的USB接口可能会让人望而生畏。和USB 2.0规范在650页的篇幅上，人们很容易因为标准的篇幅而被推迟。这只是一长串USB相关标准的开始。有USB类标准例如HID类规范，它详细说明了HID（人机界面设备）类下的设备（键盘、鼠标等）的常见操作——只有另外97页。如果您正在设计一个USB主机，那么您有三个主机控制器接口标准可供选择。这些都没有在usb2.0规范中详细说明。
好消息是你甚至不需要费心去阅读整个USB标准。有些章节是由市场营销精心编写的，有些章节针对的是通常由USB控制器IC负责的较低链路层，还有一些章节针对主机和集线器开发人员。通过一个小的章节让我们简单的介绍一下USB的各个章节。
所以现在我们可以开始阅读标准中与我们需要相关的部分。如果您为USB外设开发驱动程序（软件），那么您可能只需要阅读章节，
4-建筑概述
5-USB数据流模型
9-USB设备框架，以及
10-USB主机硬件和软件。
另一方面，外围硬件（电子）设计师可能只需要阅读章节，
4-建筑概述
5-USB数据流模型
6-机械，以及
7-电气
现在让我们面对现实，（1）我们大多数人都是来开发USB外设的，（2）读一个标准很常见，但仍然不知道如何实现一个设备。因此在接下来的7章中，我们将重点介绍开发USB设备所需的相关部分。这使您能够掌握USB及其问题，从而进一步研究特定于您的应用程序的问题。
USB1.1标准在高速传输到USB2.0之前已经足够复杂了。为了帮助理解USB背后的基本原理，我们省略了许多高速设备特有的领域。
介绍通用串行总线USB版本1.1支持两种速度，一种是12Mbits/s的全速模式，另一种是1.5Mbits/s的低速模式。1.5Mbits/s模式速度较慢，不易受电磁干扰影响，因此降低了铁氧体磁珠和优质元件的成本。例如，晶体可以用更便宜的谐振器代替。USB2.0在主流台式机上还没有见到曙光，它已经把****注提高到480Mbits/s。480Mbits/s被称为高速模式，是与Firewire串行总线竞争的一种手段。
USB速度
高速-480Mbits/s
全速-12Mbits/s
低速-1.5Mbits/s
通用串行总线由主机控制。每个总线只能有一个主机。规范本身不支持任何形式的多主控排列。但是随动规范作为usb2.0的一个附加标准，它引入了一个主机协商协议，允许两个设备协商主机的角色。这是针对并仅限于单点对点连接，例如移动电话和个人事务管理器，而不是多个集线器、多设备桌面配置。USB主机负责处理所有事务和调度带宽。可以使用基于令牌的协议通过各种事务方法发送数据。
在我看来，USB的总线拓扑结构有一定的局限性。USB的初衷之一是减少电脑背面的布线量。苹果的人会说，这个想法来自苹果桌面总线，在那里键盘、鼠标和其他一些外围设备可以通过一根电缆连接在一起（菊花链）。
然而，USB使用分层星形拓扑结构，与10BaseT以太网相似。这就要求在某处使用集线器，这增加了更大的开销，桌面上有更多的盒子和更多的电缆。不过，这并不像看上去那么糟糕。许多设备都集成了USB集线器。例如，您的键盘可能包含一个连接到您的计算机的集线器。鼠标和其他设备（如数码相机）可以轻松地插入键盘背面。监视器只是一长串通常有内置集线器的外围设备。
这种分层的星形拓扑结构，而不是简单地将设备串接在一起有一些好处。首先，可以监控每个设备的电源，如果发生过电流情况，甚至可以在不中断其他USB设备的情况下关闭电源。高速、全速和低速设备都可以支持，集线器过滤掉高速和全速事务，这样低速设备就不会接收到它们。
在任何一个给定的时间，最多可以将127个设备连接到任何一个USB总线。需要更多设备吗只需添加另一个端口/主机。虽然大多数早期的USB主机都有两个端口，但大多数制造商认为这是一种限制，并开始引入4端口和5端口主机卡以及硬盘等的内部端口。早期的主机有一个USB控制器，因此两个端口共享相同的可用USB带宽。随着带宽需求的增长，我们开始看到带有两个或更多控制器的多端口卡允许单独的通道。
USB主机控制器有自己的规格。对于USB1.1，有两种主机控制器接口规格， 通用主机控制器接口由Intel开发，它将更多的负担放在软件（Microsoft）上，并允许更便宜的硬件和开放式主机控制器接口由康柏公司、微软公司和国家半导体公司共同开发，它将更多的负担放在硬件（英特尔）上，并使软件变得更简单。典型的硬件/软件工程师关系。
随着usb2.0的引入，需要一个新的主机控制器接口规范来描述特定于usb2.0的寄存器级细节。这个增强型主机接口出生了。重要的贡献者包括Intel、Compaq、NEC、Lucent和Microsoft，因此希望它们能够联合起来，为我们提供一个接口标准，从而只有一个新的驱动程序可以在我们的操作系统中实现。是时候了。
USB顾名思义就是串行总线。它使用4根屏蔽线，其中2根为电源（5v和GND）。其余两个是双绞线差分数据信号。它使用NRZI（Non-Return to Zero Invert）编码方案发送带有同步字段的数据，以同步主机和接收器的时钟。
USB支持plug'n'plug与动态可加载和不可加载的驱动程序。用户只需将设备插入总线即可。主机将检测到这个添加，询问新插入的设备，并在沙漏闪烁的时间内加载相应的驱动程序，前提是为您的设备安装了驱动程序。最终用户不必担心终止，诸如irq和端口地址之类的术语，或者重新启动计算机。一旦用户完成，他们可以简单地将电缆拔出，主机将检测到它的缺失并自动卸载驱动程序。
使用PID/VID（产品ID/供应商ID）组合加载相应的驱动程序。VID是由USB实现者的论坛以一定的成本提供的，这被视为USB的另一个症结。有关费用的最新信息，请访问USB实施者网站
其他标准组织为非商业活动提供额外的视频，如教学、研究或玩弄（业余爱好者）。USB实现者论坛还没有提供这项服务。在这些情况下，您可能希望使用分配给开发系统制造商的一个。例如，大多数芯片制造商将有一个VID/PID组合，您可以使用您的芯片，这是众所周知的不存在的商业设备。其他芯片制造商甚至可以卖给你一个PID，与他们的视频一起用于你的商业设备。
USB的另一个更显著的特点是它的传输模式。USB支持控制、中断、批量和同步传输。稍后我们将讨论其他传输模式，Isochronous允许设备在保证延迟的情况下保留一定数量的带宽。这是音频或视频应用程序的理想选择，在这些应用程序中，拥塞可能会导致数据或帧的丢失。每种传输模式在错误检测和恢复、保证的延迟和带宽等方面为设计者提供了权衡。
