USB ,是英文Universal Serial BUS（通用串行總線）的縮寫，而其中文簡稱為"通串線，是一個外部總線標(biāo)準(zhǔn)，用于規(guī)范電腦與外部設(shè)備的連接和通訊。是應(yīng)用在PC領(lǐng)域的接口技術(shù)。USB接口支持設(shè)備的即插即用和熱插拔功能。隨著計算機(jī)硬件飛速發(fā)展，外圍設(shè)備日益增多，鍵盤、鼠標(biāo)、調(diào)制解調(diào)器、打印機(jī)、掃描儀早已為人所共知，數(shù)碼相機(jī)、MP3隨身聽接踵而至，這么多的設(shè)備，如何接入個人計算機(jī)？USB就是基于這個目的產(chǎn)生的。USB是一個使計算機(jī)周邊設(shè)備連接標(biāo)準(zhǔn)化、單一化的接口，其規(guī)格是由Intel（英特爾）、NEC、Compaq、DEC、IBM（商業(yè)機(jī)器公司）、Microsoft（微軟）、Northern Telecom聯(lián)系制定的。

    （1）集線器檢測新設(shè)備

　　主機(jī)集線器監(jiān)視著每個端口的信號電壓，當(dāng)有新設(shè)備接入時便可覺察。（集線器端口的兩根信號線的每一根都有15kΩ的下拉電阻，而每一個設(shè)備在D+都有一個1.5kΩ的上拉電阻。當(dāng)用USB線將PC和設(shè)備接通后，設(shè)備的上拉電阻使信號線的電位升高，因此被主機(jī)集線器檢測到。）

　?。?）主機(jī)知道了新設(shè)備連接后

　　每個集線器用中斷傳輸來在集線器上的事件。當(dāng)主機(jī)知道了這個事件，它給集線器發(fā)送一個Get_Status請求來了解更多的消息。返回的消息告訴主機(jī)一個設(shè)備是什么時候連接的。

　?。?）集線器重新設(shè)置這個新設(shè)備

　　當(dāng)主機(jī)知道有一個新的設(shè)備時，主機(jī)給集線器發(fā)送一個Set_Feature請求，請求集線器來重新設(shè)置端口。集線器使得設(shè)備的USB數(shù)據(jù)線處于重啟（RESET）狀態(tài)至少10ms.

　　（4）集線器在設(shè)備和主機(jī)之間建立一個信號通路

　　主機(jī)發(fā)送一個Get_Status請求來驗證設(shè)備是否激起重啟狀態(tài)。返回的數(shù)據(jù)有一位表示設(shè)備仍然處于重啟狀態(tài)。當(dāng)集線器釋放了重啟狀態(tài)，設(shè)備就處于默認(rèn)狀態(tài)了，即設(shè)備已經(jīng)準(zhǔn)備好通過Endpoint 0 的默認(rèn)流程響應(yīng)控制傳輸。即設(shè)備現(xiàn)在使用默認(rèn)地址0x0與主機(jī)通信。

　?。?）集線器檢測設(shè)備速度

　　集線器通過測定那根信號線（D+或D-）在空閑時有更高的電壓來檢測設(shè)備是低速設(shè)備還是全速設(shè)備。（全速和高速設(shè)備D+有上拉電阻，低速設(shè)備D-有上拉電阻）。

　　以下，需要USB的firmware進(jìn)行干預(yù)

　?。?）獲取數(shù)據(jù)包長度

　　PC向address 0發(fā)送USB協(xié)議規(guī)定的Get_Device_Descriptor命令，以取得卻缺省控制管道所支持的數(shù)據(jù)包長度，并在有限的時間內(nèi)等待USB設(shè)備的響應(yīng)，該長度包含在設(shè)備描述符的bMaxPacketSize0字段中，其地址偏移量為7,所以這時主機(jī)只需讀取該描述符的前8個字節(jié)。注意，主機(jī)只能列舉一個USB設(shè)備，所以同一時刻只能有一個USB設(shè)備使用缺省地址0.

　　以下操作雷同，不同操作系統(tǒng)設(shè)定時延是不一樣的，比如說win2k大概是幾毫秒，如果沒有反應(yīng)就再發(fā)送命令，重復(fù)三次。

　?。?）主機(jī)分配一個新的地址給設(shè)備

　　主機(jī)通過發(fā)送一個Set_Address請求來分配一個的地址給設(shè)備。設(shè)備讀取這個請求，返回一個確認(rèn)，并保存新的地址。從此開始所有通信都使用這個新地址。

　?。?）主機(jī)向新地址重新發(fā)送Get_Device_Descriptor命令，此次讀取其設(shè)備描述符的全部字段，以了解該設(shè)備的總體信息，如VID,PID.

　?。?）主機(jī)向設(shè)備循環(huán)發(fā)送Get_Device_Configuration命令，要求USB設(shè)備回答，以讀取全部配置信息。

　?。?0）主機(jī)發(fā)送Get_Device_String命令，獲得字符集描述（unicode），比如產(chǎn)商、產(chǎn)品描述、型號等等。

　?。?1）此時主機(jī)將會彈出窗口，展示發(fā)現(xiàn)新設(shè)備的信息，產(chǎn)商、產(chǎn)品描述、型號等。

　　（12）根據(jù)Device_Descriptor和Device_Configuration應(yīng)答，PC判斷是否能夠提供USB的Driver,一般win2k能提供幾大類的設(shè)備，如游戲操作桿、存儲、打印機(jī)、掃描儀等，操作就在后臺運(yùn)行。但是Win98卻不可以，所以在此時將會彈出對話框，索要USB的Driver.

　　（13）加載了USB設(shè)備驅(qū)動以后，主機(jī)發(fā)送Set_Configuration（x）命令請求為該設(shè)備選擇一個合適的配置（x代表非0的配置值）。如果配置成功，USB設(shè)備進(jìn)入"配置"狀態(tài)，并可以和客戶軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

　　此時，常規(guī)的USB完成了其必須進(jìn)行的配置和連接工作。查看注冊表，能夠發(fā)現(xiàn)相應(yīng)的項目已經(jīng)添加完畢，至此設(shè)備應(yīng)當(dāng)可以開始使用。不過，USB協(xié)議還提供了一些用戶可選的協(xié)議，設(shè)備如果不應(yīng)答，也不會出錯，但是會影響到系統(tǒng)的功能。

　　USB架構(gòu)中，hub負(fù)責(zé)檢測設(shè)備的連接和斷開，利用其中斷IN端點(diǎn)（Interrupt IN Endpoint）來向主機(jī)（Host）。在系統(tǒng)啟動時，主機(jī)輪詢它的根hub（Root Hub）的狀態(tài)看是否有設(shè)備（包括子hub和子hub上的設(shè)備）連接。一旦獲悉有新設(shè)備連接上來，主機(jī)就會發(fā)送一系列的請求（Resqusts）給設(shè)備所掛載到的hub,再由hub建立起一條連接主機(jī)（Host）和設(shè)備（Device）之間的通信通道。然后主機(jī)以控制傳輸（Control Transfer）的方式，通過端點(diǎn)0（Endpoint 0）對設(shè)備發(fā)送各種請求，設(shè)備收到主機(jī)發(fā)來的請求后回復(fù)相應(yīng)的信息，進(jìn)行枚舉（Enumerate）操作。所有的USB設(shè)備必須支持標(biāo)準(zhǔn)請求（Standard Requests），控制傳輸方式（Control Transfer）和端點(diǎn)0（Endpoint 0）。從用戶角度來看，枚舉過程是自動完成并不可見的。但很多初次使用的設(shè)備連接時，系統(tǒng)會彈出說新硬件檢測到，設(shè)備安裝成功，可以使用之類的消息提示框，而且有時還需要用戶配合選擇安裝相關(guān)的驅(qū)動。當(dāng)枚舉完成后，這個新添加的設(shè)備可在Windows的設(shè)備管理器里面看到，當(dāng)用戶刪除這個設(shè)備/硬件時，系統(tǒng)把這個設(shè)備從設(shè)備管理器里刪除。對于一般的設(shè)備，固件（Firmware）內(nèi)包含主機(jī)所要請求的信息，而有些設(shè)備則是完全由硬件來負(fù)責(zé)響應(yīng)主機(jī)的請求。在主機(jī)方面則是由操作系統(tǒng)而非應(yīng)用程序負(fù)責(zé)處理相關(guān)枚舉操作。