USB的總線(xiàn)結構

　　圖1 USB總線(xiàn)的階梯式星形結構

　　圖2 USB總線(xiàn)的拓撲結構

　　在此的主機端通常是指PC主機。當然，主機端因具有根集線(xiàn)器，因此也含有集線(xiàn)器的功能。而集線(xiàn)器是在USB規范中特別定義出來(lái)的外圍設備，除了擴增系統的連接點(diǎn)外，還負責中繼（repeat）上端／下端的信號以及控制各個(gè)下端端口的電源管理。至于另一個(gè)設備，即是用戶(hù)常見(jiàn)的外圍設各。但在USB規范書(shū)中，稱(chēng)這種設各為“功能”（functiONs），意味著(zhù)此系統提供了某些“能力”，例如具有鍵盤(pán)或鼠標等功能。當然不同的外圍設各可以具有不同的功能。但基于使用上的習慣，用戶(hù)在本書(shū)中都以設各稱(chēng)之。通過(guò)這種階梯式星形的連接方式，最多可同時(shí)連接到127個(gè)設備。

　　此外，當USB 2．0與1．1的設各與集線(xiàn)器在一起使用時(shí)，如何才能呈現出最佳的USB 2．0高速帶寬的特性？如圖3所示，當USB 2．0與1．1規范的設各混合使用時(shí)，整個(gè)總線(xiàn)上交雜著(zhù)高速／全速的設各與集線(xiàn)器。而如圖4所示，惟有在USB 2．0集線(xiàn)器與USB 2．0設各的連接下，才具備高速總線(xiàn)帶寬的特性。

　　圖3 USB 1．1、USB 2．0設備與集線(xiàn)器－起工作的拓仆結構

　　圖4 具備USB 2．0高速總線(xiàn)特性連接示意圖

　　但用戶(hù)可以試想一下，當PC主機開(kāi)機前，已有一些外圍設各連接上USB總線(xiàn)，那么PC是如何對所有連接至主機端的外圍設各加以區分并尋址呢？

　　首先，PC一接上電源時(shí)，所有連接上USB的設各與集線(xiàn)器都會(huì )預設為地址0。此時(shí)，所有的下端端口的連接器都處于禁用且為失效的狀態(tài)。然后，PC主機就會(huì )向整個(gè)USB總線(xiàn)查詢(xún)。若發(fā)現第1個(gè)設各，比方說(shuō)是鼠標，就將地址1分配給鼠標。然后再往下尋找第2個(gè)地址，且目前仍為0的設各或集線(xiàn)器。若發(fā)現是集線(xiàn)器，就將地址2分配給此集線(xiàn)器，并激活其所擴充的第1個(gè)下端端口的連接器。而后再沿此連接器一直往下尋找第3個(gè)地址，且仍為0的設各或集線(xiàn)器。這樣重復地尋找與分配地址，直到所有的外圍設各都賦予了新的地址，或已達到127個(gè)外圍設各的極限為止。

　　這種過(guò)程類(lèi)似于將各個(gè)設備分別加以列舉的程序，稱(chēng)之為設各列舉。當然，主機在配置新地址的同時(shí)，PC主機還要為每個(gè)新設各或集線(xiàn)器加載其所使用的驅動(dòng)程序。

　　若在此時(shí)一個(gè)新的設各被接上，PC主機就會(huì )預設此設各為地址0，且PC就會(huì )確認并加載其相對應的驅動(dòng)程序，并分配一個(gè)尚未使用到的新地址給它。而一旦某個(gè)設備突然被拔離后，PC可經(jīng)過(guò)D＋或D-差動(dòng)信號線(xiàn)的電壓變化來(lái)檢測此設各被移除掉，然后就將其地址收回，并列人可使用的地址數值中。