USB技术由三个部分组成:具备USB接口的CP机系统、能够支持USB的系统软件和使用USB接口的设备。
     USB是“Universal Serial Bus”的缩写,即通用串行总线。它是一种电缆总线,是由Intel等厂商制定的连接计算机与具有USB接口的多种外设之间通信的串行总线.

     USB具有如下的结构:
     硬件结构:USB采用四线电缆,其中两根用来做数据传输的串行通道,其余两根D+、D-或者

+D,-D

是用

来传送数据的,

-D、+D是串行数据通信线,VBUSH和GND作为电源线,插头内四根金手指中两边长的是电源和地线,中间短的是数据传输线。USB是基于令牌的总线,类似于令牌环网络或FDDI基于令牌的总线,USB主控制器广播令牌,总线上设备检测令牌中的地址是否与自身相符,通过接收或发送数据给主机作响应,USB主机通过支持悬挂/恢复操作来管理USB总线电源。

   系统采用级联星行的拓扑结构。总线上允许一次可同时连接多达127个设备,多达6级。但是,这是理论,由于产品不够成熟,一般的USB产品只能连接最多5-6部产品,即使是COMDEX98的插拔大会,目前也只做到10个可同时工作而已,还没到127个[51。但实际上这个数字已非常够用,一般电脑也甚少接超过10个周边外设。该拓扑结构由三种元素组成:主机(host)、集线器(hub)和功能设备(ubsdevice)。它最多可以分为五层,第一层是我们的电脑,第二层可以连接外设或HUB,HUB的中文名称为集线器,与以太网上用的集线器所起的作用是一样的,都是用作数据的集散处理和外设的分接装置。一个HUB可以多接几个外设,还可以串联HUB,但向下串联不能超过三层。此外,USB标准还规定,所有装置的连线不得超过5米,这样也就意味着所有外设向外的长度不能超过20米。
软件结构:

   USB软件可以分为三个主要模块。

   在软件结构的最底层是通用主控制器驱动(UHCD),有它来管理和控制USB质控制器。USB体系软件结构的第二个主要部分是USB驱动器(USBD)。USBD提供设备驱动器级的接口,满足现有设备驱动程序的要求。USB系统软件结构的第三个主要部分是USBD的客户端软件,负责处理特定USB设备驱动。

    USB逻辑结构:USB的每个设备(Device)会有一个或者多个的逻辑连接点在里面,每个连接点叫EndPoint.每个EndPoint有四种数据传送方式(后面具体介绍):控制(control)方式传送、同步(isoehronouS)方式传送、中断(interrupt)方式传送、批量(bulk)传送。但是所有的EndPoint都被用来传送配置和控制信息。
     在Host和设备的EndPoint之间的连接叫作管道“Pipe”,EndPoint0叫做缺省管道(DefaultPipe)。对于同样性质的一组的endpoint的组合叫做接口(Interface),如果一个设备包含不止一个的接口就可以称之为复合设备(Composite Device)。
      同样的道理,对于同样的类型的接口的组合可以称之为“配置”(Confiugartino)。但是每次只能有一个配置是可用的,而一旦该配置激活,里面的接口和EndPoint就都同时可以使用。
      Host从设备发过来的描述字(Descriptors)中来判断用的是哪个配置,哪个接口等等,而这些的描述字通常是在EndPoint0中传送。
USB的特性:
1.低成本。一方面使外设的设计制造过程比较简单,因为所有系统的智能机制都驻留在主机中,另一方面USB从1996年4月起并入了intel芯片组,从而使设备制造的开销降低。
2.热插拔。USB具有真正的“即插即用”特性,用户可以很容易地对外设实行安装和拆卸,主机可按外设的增删情况自动配置系统资源,同时用户可以在不关机、不打开机箱的情况下进行外设的更换,外设装置的驱动程序的安装、删除将实现自动化。
3.可以连接多个设备。USB具有很强的连接能力,最多可以以链接形式连接127个外设到同一系统,这时一般的计算机系统是足够的了。且各种外设均采用统一的USB接口标准的连接器,这极大的简化了安装过程。
4.支持低、中、高速设备。USB1.1的传输速率最高为12Mb/s(低速外设的标准速率为]1.5Mb/s,高速外设的标准速率为12Mb/S)。最近推出了USB2.0标准,其速度比USBI.0/1.1快40倍,达480Mb/S。可以满足不同传输速度的应用。

5.节省空间。USB的引入减轻了对目前PC机中所有标准端口的需求,从而也减少了对PC机插槽的需求。
6.有完善的错误检测和恢复机制。USB系统可实时地管理设备插拔。在USB协议中包含了传输错误管理、错误恢复等功能,同时根据不同的传输类型来处理传输错误。在中高速数据传输过程中,数据容易受外界干扰而出错,USB协议规定在每个数据包中加入CRC检验,通过校验算法检测传输过程中出现的差错,并通过纠错算法尽可能地恢复出错数据。

7.总线供电。UBS总线可为连接在其上的设备提供5V电压/I00mA电流的供电,最大可提供500mA的电流。UBS设备也可采用自供电方式,或者两者结合的方式。
8.支持四种数据传输类型。满足不同传输要求的设备,使用灵活。
9.良好的兼容性。UBS规范的不同版本间有良好的向下兼容性。
10.开放性。USB是一种开放性的不具专利版权的理想工业标准,由150多家企业组成的“USB实施者论坛”是一个标准化组织,它所指定的任何标准不为哪一家公司所独有,不存在专利版权问题,所有USB组织的成员只要交付一定的会费即可。这一点也正是USB规范具有强大生命力之处。开放性是当前计算机技术能得到飞速发展的重要原因之一。

     为了解决传统接口遗留下来的资源空间冲突的问题,USB接口不再使用IRQ的中断控制以及输入/输出的地址资源(I/O Address),而是依靠操作系统分配给设备一个逻辑地址来进行数据传输,所以,藉此可以作大幅度的扩充,可以连接127个周边设备。当设备过多或是设备需要的功耗较大的情况下,可以外接电源,以保证多个输出/输入设备的正常使用。