本章将对USB背景知识作简单描述，其中主要包括设计目标、总线特性，以及现行技术特点。
3.1 USB的设计目标
USB的工业标准是对PC机现有的体系结构的扩充。USB的设计主要遵循以下几个准则：
•易于扩充多个外围设备；
•价格低廉，且支持12M比特率的数据传输；
•对声音音频和压缩视频等实时数据的充分支持；
•协议灵活，综合了同步和异步数据传输；
•兼容了不同设备的技术；
•综合了不同PC机的结构和体系特点；
•提供一个标准接口，广泛接纳各种设备；
•赋予PC机新的功能，使之可以接纳许多新设备。
3.2 使用的分类
表2-1按照数据传输率(USB可以达到)进行了分类。可以看到，12M比特率可以包括中速和低速的情况。总的来说，中速的传输是同步的，低速的数据来自交互的设备，USB设计的初衷是针对桌面电脑而不是应用于可移动的环境下的。软件体系通过对各种主机控制器提供支持以保证将来对USB的扩充。
表2-1
| 性能 |
应用 |
特性 |
低速
•交互设备
•10-20kb/s |
键盘、鼠标、游戏棒 |
低价格、热插拔、易用性 |
中速
•电话、音频、压缩视频
•500kb/s-10Mb/s |
ISBN、PBX、POTS |
低价格、易用性、动态插拔、限定带宽和延迟 |
|
高速
•音频、磁盘
•25-500Mb/s
|
音频、磁盘 |
高带宽、限定延迟、易用性 |
3.3 特色
USB的规范能针对不同的性能价格比要求提供不同的选择，以满足不同的系统和部件及相应不同的功能，其主要特色可归结为以下几点：
终端用户的易用性：
• 为接缆和连接头提供了单一模型；
•电气特性与用户无关；
•自我检测外设，自动地进行设备驱动、设置；
•动态连接，动态重置的外设。
广泛的应用性：
•适应不同设备，传输速率从几千比特率到几十兆比特率；
•在同一线上支持同步、异步两种传输模式；
•支持对多个设备的同时操作；
•可同时操作127个物理设备；
•在主机和设备之间可以传输多个数据和信息流；
•支持多功能的设备；
•利用低层协议，提高了总线利用率。
同步传输带宽：
•确定的带宽和低延迟适合电话系统和音频的应用；
•同步工作可以利用整个总线带宽。
灵活性：
•直接一系列大小的数据包，允许对设备缓冲器大小的选择；
•通过指定数据缓冲区大小和执行时间，支持各种数据传输率；
•通过协议对数据流进行缓冲处理。
健壮性：
•出错处理/差错恢复机制在协议中使用；
•对用户感觉而言，热插拔是完全实时的；
•可以对有缺陷设备进行认定。
与PC产业的一致性：
•协议的易实现性和完整性；
•与PC机的即插即用的体系结构的一致；
•对现存操作系统接口的良好衔接。
价廉物美
•以低廉的价格提供1.5兆比特率的子通道设施；
•将外设和主机硬件进行了最优化的集成；
•促进了低价格的外设的发展；
•廉价的电缆和连接头；
•运用了商业技术。
升级路径：
•体系结构的可升级性支持了在一个系统中可以有多个USB主机控制器。 | 
