USB的底层结构

　　USB的设各可以接在PC上任意的USB接口上。而使用HUB还可以扩展使更多的USB设备连接到系统中，USB的Hub有一个上行的端口（到host），有多个下行端口（连接其他的设各），从而可以使整个系统可以扩展连接127个外设，其中HUB也是外设。对于USB系统来说，USB的host永远是PC边，所有其他连接到host的都称为设备，在设备与设备之间是无法实现直线通信的，只有通过host的管理与调节才能够实现数据的互相传送。在系统中，通常会有一个根Hub，这个Hub一般有两个下行的端口。

　　一个PC可以拥有一个或多个USB host控制器。一般有两种类型的控制器：UHCI（USBhost控制器接口），OHCI（开放的host控制器接口）。Windows的USB类驱动程序对于每一种控制器类型都由一种驱动程序来支持。

　　USB的物理接口包括电气特性和机械特性，USB通过一个四线电缆来传输信号与电源，如图所示。

　　USB的电缆有4根线，两根传送的是5V的电源，有一些直接和电源HUB相连的设备可以直接利用它来供电。另外的两根是数据线，数据线是单工的，在整个系统中的数据速率是一定的，要么是高速，要么是低速，没有一个可以中间变速的设各来实现数据码流的变速，在这一点上，USB和1394有明显的差别。

　　其中D＋和D一是一对差模的信号线，而V泌和GND贝刂提供了5V的电源。它可以给一些设备（包括Hub）供电，当然要有一定的条件限制。USB提供了两种数据传输率：一种是12Mb的高速（full speed）模式，另一种是1.5Mb的低速模式。这两种模式可以同时存在于一个USB系统中，而引入低速模式主要是为了降低要求不高的设各的成本，比如鼠标、键盘等等。USB信号线在高速模式下必须使用带有屏蔽的双绞线而且最长不能超过5m，而在低速模式时可以使用不带屏蔽或不是双绞线但最长不能超过3m，这主要是由于信号衰减的限制，为了提供信号电压保证以及与终端负载相匹配。在电缆的每一端都使用了不平衡的终端负载，这种终端负载也保证了能够检测外设与端口的连接或分离，并且可以区分高速与低速设备。所有的设备都有上行接口，上行和下行接头是不能互换的，这保证了不会有非法连接的插头与插座。

　　USB的总线可以在不使用的时候被挂起，这样可以节约能源。