第三章 背景
3.1 USB的目标
USB被指定为PC架构的行业标准扩展，聚焦于支持普通消费者和商用的PC外设。以下标准适用于USB架构的定义：
- 易于使用的电脑扩展外设
- 支持高达480 Mb/s传输速率的低成本解决方案
- 完全支持语音、音频和视频的实时数据传输
- 灵活的协议，支持同步数据传输以及异步信息传递的混合模式
- 集成了商用设备技术
- 不同PC配置和外形的综合
- 提供能够快速扩散到产品中的标准接口
- 支持新的设备类别，增强电脑的功能
- USB 2.0的完全向后兼容性，适用于根据规范的早期版本构建的设备
3.2 应用分类
图3-1以数据传输负载范围对使用到USB服务的设备进行了分类。可以看出，480 Mb/s总线包含高速、全速和低速数据范围。通常，高速和全速数据类型可能是同步的，而低速数据来自交互式设备。USB一种PC总线，但也可以很容易地应用于以其他主机为中心的计算设备。该软件架构通过支持多个USB主机控制器，允许将来扩展USB。
3.3 特征表
USB规范提供了多种属性选择，可以实现多个性价比集成点，并支持在系统和组件级别实现差异化的功能。功能按以下优势分类:
方便用户(end user)使用
- 布线和连接器的单一型号
- 对用户（end user）屏蔽电气细节(如总线终端)
- 能够识别外设类型，自动根据功能找到对应的驱动程序和配置
- 可动态连接和重新配置的外设
支持广泛的工作负载和应用
- 适用于从几kb/s到几百Mb/s的设备带宽
- 在同一组线路上支持同步和异步传输类型
- 支持多个设备的并发操作(多个连接)
- 支持多达127个物理设备
- 支持主机和设备之间的多种数据流和消息流传输
- 允许复合设备(即由许多功能组成的外围设备)
- 降低协议开销，从而提高总线利用率
等时带宽
- 有保障的带宽和低延时特性，适用于电话、音频和视频等对这些特性敏感的传输。
灵活性
- 支持多种数据包大小，允许多种设备缓冲选项
- 通过适应数据包缓冲区大小和延迟，支持多种设备数据速率
- 协议中内置了缓冲区处理的流量控制
健壮性
- 协议中内置了错误处理/故障恢复机制
- 设备的动态插入和移除由用户实时感知
- 支持故障设备的识别
与PC行业的协同
- 协议易于实现和集成
- 符合PC即插即用架构
- 利用现有的操作系统界面
低能耗的实现
- 1.5 Mb/s的低能耗子信道
- 针对外设和主机硬件的集成进行了优化
- 适合开发低能耗外设
- 低成本的电路和连接器
- 使用了商用技术
升级路径
- 体系结构可升级，以支持系统中的多个USB主机控制器