微型计算机总线

第 3章 微 型 计 算 机 总 线 系 统本 章 内 容 提 要 ：1.总 线 的 概 念 ；2.总 线 的 功 能 、 组 成 、 分 类 、 主 要 参 数 ；3.常 见 的 微 型 计 算 机 系 统 总 线 与 外 设 总 线 。 3.1.1 IBM PC/XT主 板 的 结 构 3.1.2 总 线 的 基 本 概 念 总 线 ： 是 一 组 能 为 多 个 功 能 部 件 服 务 的 公 共 信 息 传 送 线 路 具 有 共 享 性 和 分 时 性 同 一 个 时 刻 只 能 有 一 个 部 件 控 制 总 线 权 ， 向 总 线 上 发 送 数 据 ；在 接 收 端 ， 同 一 个 时 刻 可 有 多 个 部 件 选 择 性 地 接 收 数 据 。 有 一 个 以 上 部 件 同 时 向 总 线 上 发 送 数 据 称 为 总 线 冲 突 ， 必 须对 总 线 控 制 权 进 行 仲 裁 和 管 理 。采 用 总 线 结 构 有 两 个 优 点 ： 一 是 各 部 件 可 通 过 总 线 交 换 信 息 ， 相 互 之 间 不 必 单 独 连 线 ，减 少 了 传 输 线 的 数 量 ， 提 高 了 微 机 的 可 靠 性 ； 二 是 在 扩 展 微 机 功 能 时 ， 只 需 把 要 扩 展 的 部 件 接 到 总 线 上 ，提 高 了 微 机 的 可 扩 展 性 。 3.1.3 微 型 计 算 机 总 线 的 组 成一 、 数 据 总 线 （ Data Bus） 数 据 总 线 一 般 采 用 双 向 三 态 逻 辑 ， 用 来 传 送 数 据 。 数 据 总 线的 宽 度 （ 位 数 ） 反 映 了 总 线 传 输 和 处 理 数 据 的 能 力 ， 是 总 线性 能 优 劣 的 主 要 指 标 。二 、 地 址 总 线 （ Address Bus） 地 址 总 线 一 般 采 用 单 向 三 态 逻 辑 ， 用 来 传 送 地 址 信 息 。 地 址线 的 宽 度 （ 位 数 ） 决 定 了 微 型 计 算 机 系 统 的 寻 址 范 围 ， 是 衡量 微 型 计 算 机 系 统 规 模 的 重 要 指 标 之 一 。三 、 控 制 总 线 (Control Bus) 控 制 总 线 用 来 传 送 控 制 /状 态 信 息 。 根 据 使 用 情 况 不 同 ， 控制 总 线 有 时 单 向 传 送 ， 有 时 双 向 传 送 ； 有 的 是 三 态 逻 辑 ， 有的 是 非 三 态 逻 辑 。 3.1.4 微 型 计 算 机 总 线 的 分 类 按 照 总 线 系 统 的 层 次 结 构 ， 可 以 把 总 线 分 为 片 内 总 线 、 系统 总 线 、 局 部 总 线 和 外 部 总 线 。 一 、 片 内 总 线 片 内 总 线 是 指 微 处 理 器 等 集 成 芯 片 的 内 部 总 线 ， 主 要 是 用 来连 接 芯 片 内 各 功 能 部 件 ， 提 供 芯 片 内 部 信 息 传 输 的 通 路 。二 、 系 统 总 线 系 统 总 线 也 称 为 I/O通 道 总 线 ， 用 于 微 型 计 算 机 内 部 各 插 件之 间 的 连 接 和 通 信 。 通 常 采 用 标 准 化 总 线 。 如 ： IBM PC/XT机 的 8个 I/O扩 展 插 槽 ， 即 PC/XT总 线 。 此 外 ， 系 统 总 线 包 括了 局 部 总 线 。三 、 局 部 总 线 为 了 解 决 数 据 传 送 速 度 “ 瓶 颈 ” ， 在 微 处 理 器 与 外 设 之 间 增加 了 一 条 直 接 的 通 道 ， 称 为 局 部 总 线 。 如 PCI（ Peripheral Component Interconnect） 总 线 、 AGP（ Accelerated Graphics Port） 总 线 就 属 于 局 部 总 线 。四 、 外 设 总 线 外 设 总 线 也 称 为 通 信 总 线 ， 是 微 型 计 算 机 之 间 或 微 型 计 算 机与 外 设 之 间 进 行 信 息 传 输 的 通 道 ， 如 用 于 串 行 通 信 的 RS-232、 USB(Universal Serial Bus)和 IEEE1394等 。 3.1.5 微 型 计 算 机 总 线 的 标 准 化 与 总线 性 能 指 标一 、 总 线 的 标 准 化 不 同 的 总 线 虽 然 特 性 各 不 相 同 ， 但 是 总 线 都 具 有 下 列 一 些 共 同特 性 ：1、 物 理 特 性 ： 即 总 线 的 物 理 连 接 方 式 ， 如 总 线 的 信 号 线 数 、 总线 的 插 头 /插 座 的 形 状 、 引 脚 线 的 排 列 方 式 等 。2、 功 能 特 性 ： 功 能 特 性 描 述 总 线 中 每 一 根 线 的 功 能 ， 如 地 址 总线 、 数 据 总 线 、 控 制 总 线 信 号 。3、 电 气 特 性 ： 定 义 每 一 根 线 上 信 号 的 传 递 方 向 及 有 效 电 平 范 围 。4、 规 程 特 性 ： 定 义 各 条 物 理 线 路 的 工 作 规 程 和 时 序 关 系 。 二 、 总 线 的 性 能 指 标1、 总 线 宽 度 总 线 宽 度 又 称 总 线 位 宽 ， 是 指 数 据 总 线 的 位 数 ， 即 能 同 时 传 送 数 据 的二 进 制 位 数 ， 单 位 为 位 (bit)， 如 ： IBM PC/XT机 采 用 的 是 8位 的 ISA总线 。2、 总 线 频 率 总 线 频 率 是 总 线 工 作 速 度 的 一 个 重 要 参 数 ， 是 总 线 实 际 工 作 的 频 率 ，指 一 秒 钟 能 够 传 送 数 据 的 次 数 ， 通 常 用 MHz表 示 ， 如 ： IBM PC/XT的总 线 频 率 为 4.77MHz； ISA（ 16位 ） 的 总 线 频 率 为 16MHz； PCI（ 32位 ） 的 总 线 频 率 为 33MHz。 总 线 频 率 越 高 ， 工 作 速 度 越 快 。3、 总 线 带 宽 总 线 带 宽 又 称 总 线 的 数 据 传 输 率 ， 是 指 每 秒 钟 总 线 上 可 传 送 的 数 据 总量 ， 通 常 以 MB/s为 单 位 。 总 线 带 宽 由 总 线 的 宽 度 与 总 线 的 频 率 共 同决 定 。 总 线 带 宽 (总 线 宽 度 /8位 ) 总 线 频 率 例 如 ： IBM PC/XT的 数 据 总 线 带 宽 为 8bit 4.77MHz/8 4.77MB/s。 3.1.6 总 线 数 据 传 输 的 过 程1、 请 求 总 线 ： 利 用 总 线 进 行 信 息 传 送 的 主 控 模 块 申 请 总 线 ， 以 便 取 得 总 线 控 制 权 。2、 总 线 仲 裁 ： 多 个 主 控 模 块 同 时 申 请 总 线 时 ， 系 统 做 出 裁 定 ， 把 总 线 的 控 制 权 赋 予某 个 主 控 模 块 。 静 态 仲 裁 -是 把 总 线 周 期 固 定 划 分 为 若 干 个 时 间 片 ， 每 个 主 控 模 块 占 用 其 中 的 一个 时 间 片 ； 如 ： USB总 线 动 态 仲 裁 -是 在 有 主 控 模 块 请 求 时 ， 根 据 事 先 设 定 的 规 则 分 配 总 线 使 用 权 ， 如 PCI3、 寻 址 （ 目 的 寻 址 ） ： 某 主 控 模 块 取 得 总 线 控 制 权 后 ， 由 该 模 块 进 行 寻 址 ， 通 知 被访 问 的 模 块 进 行 信 息 传 输 。4、 信 息 传 输 ： 主 控 模 块 与 被 访 问 模 块 之 间 进 行 数 据 传 输 ， 根 据 读 写 方 式 确 定 信 息 流向 。 单 周 期 方 式 -是 在 获 得 一 次 总 线 使 用 权 后 只 能 传 输 一 个 数 据 ， 如 果 需 要 传 输 多 个数 据 ， 就 要 多 次 申 请 使 用 总 线 ； 突 发 式 -是 指 获 得 一 次 总 线 使 用 权 可 以 连 续 进 行 多 个 数 据 的 传 输 ， 在 寻 址 过 程 中 ，主 控 模 块 发 送 数 据 块 的 首 地 址 ， 后 续 的 数 据 在 首 地 址 的 基 础 上 按 一 定 的 规 则 寻 址 ，如 ： PCI总 线 支 持 突 发 数 据 传 输 方 式 ， 这 种 方 式 下 总 线 利 用 率 高 。 5、 错 误 检 测 ： 最 常 用 、 最 简 单 的 错 误 检 测 方 法 是 奇 偶 检 验 。 错 误 检 测 结 束 后 ， 主 控模 块 的 有 关 信 息 均 从 系 统 总 线 上 撤 销 ， 让 出 总 线 。 3.2 常 用 系 统 总 线 第 一 代 系 统 总 线 是 以 ISA为 代 表 的 总 线 标 准 ； 第 二 代 是 以 PCI为 代 表 的 总 线 标 准 ； 第 三 代 是 以 PCI Express为 代 表 的 总 线 标 准 。 3.2.1 PC/XT总 线 PC/XT总 线 专 指 IBM 公 司 1981年 推 出 的 基 于 准 16位 机 PC/XT机 使 用 的 总 线 ， 也 称 为 8位 ISA总 线PC/XT总 线 的 特 点1、 PC/XT总 线 支 持 1KB的 I/O地 址 空 间 、 20位 存 储器 地 址 空 间 、 8位 数 据 存 取 。2、 每 个 双 列 扩 展 槽 有 62个 引 脚 ， 代 表 不 同 信 号 。3、 除 满 足 特 殊 需 要 的 12V电 源 外 ， 其 他 信 号 均 与TTL电 平 兼 容 。 B A 123456789 101112131415161718 192021222324252627 28293031 123456789 101112131415161718 192021222324252627 28293031 IO CH KD7D6D5D4D3D 2D1D0IO CH RDYAENA 19A18A17A16A15A14A 13A12A11A10A9A8A 7A6A5A4A3A 2A1A0 G NDRESET+5VIRQ2-5VDRQ2+12VCARD SLCTD -12VG NDMEMWMEMRIO WIO RDACK 3DRQ3DACK1DRQ1DACK0CLKIRQ 7IRQ6IRQ5IRQ4IRQ3DACK2T/CALE +5VO SCG ND 3.2.2 ISA工 业 标 准 总 线工 业 标 准 体 系 结 构 ISA（ Industry Standard Architecture）总 线 。一 、 16位 ISA总 线 的 特 点 1、 总 线 支 持 力 强 ， 支 持 64KB的 I/O地 址 空 间 、 24位 存 储 器地 址 空 间 、 8/16位 数 据 存 取 、 15级 硬 件 中 断 、 7个 DMA通 道等 。 2、 16位 ISA总 线 是 一 种 多 主 控 （ Multi Master） 总 线 ， 可通 过 系 统 总 线 扩 充 槽 中 的 的 信 号 线 实 现 。 除 CPU外 ， DMA控 制 器 、 刷 新 控 制 器 和 带 处 理 器 的 智 能 接 口 卡 都 可 以 成 为ISA总 线 的 主 控 设 备 。 3、 支 持 8种 类 型 的 总 线 周 期 ， 分 别 为 8/16位 的 存 储 器 读 周 期 、8/16位 的 存 储 器 写 周 期 、 8/16位 的 I/O读 周 期 、 8/16位 的 I/O写 周 期 、 中 断 请 求 和 中 断 响 应 周 期 、 DMA周 期 、 存 储 器 刷新 周 期 和 总 线 仲 裁 周 期 。 即 插 即 用 ISA规 范 即 插 即 用 ， 简 称 PnP。 就 是 说 ， 新 设 备 只 需 简 单 插 入 即 可开 始 运 行 ， 不 需 要 用 户 去 拨 动 开 关 、 插 拔 跳 线 以 及 安 装 软件 来 调 整 和 重 新 配 置 系 统 ， 即 重 新 配 置 行 为 是 自 动 完 成 的 ，并 且 对 用 户 是 透 明 的 。 为 此 Intel公 司 和 Microsoft公 司 共 同 提 出 了 一 个 即 插 即 用ISA规 范 ， 该 规 范 定 义 了 ISA总 线 适 配 器 最 小 实 现 功 能 集 。它 包 括 卡 控 制 寄 存 器 、 逻 辑 控 制 寄 存 器 和 逻 辑 设 备 配 置 寄存 器 等 一 组 寄 存 器 ， 并 定 义 了 一 个 初 始 化 关 键 字 序 列 和 一个 分 享 协 议 。 如 果 微 机 的 BIOS和 操 作 系 统 均 支 持 PnP，则 操 作 系 统 能 够 读 取 支 持 PnP的 ISA适 配 器 的 配 置 数 据 ，也 可 重 新 进 行 配 置 。 3.2.3 PCI外 部 设 备 互 连 总 线外 部 设 备 互 连 （ Peripheral Component Interconnect， PCI）总 线 的 概 念 是 Intel公 司 在 1991年 下 半 年 提 出 的 ， PCI总 线是 当 前 最 流 行 的 总 线 技 术 之 一 。 PCI总 线 是 不 依 附 于 某 个 具 体 处 理 器 的 总 线 。 能 支 持 近 10种 类 型 的 外 设 接 口 ， 并 能 在 较 高 时 钟 频 率 下 保持 高 性 能 。 PCI总 线 也 支 持 总 线 主 控 技 术 ， 允 许 智 能 设 备 在 需 要 时 取 得总 线 控 制 权 ， 以 加 速 数 据 传 输 。 一 、 PCI总 线 的 特 点PCI总 线 的 主 要 参 数 如 下 ： 总 线 时 钟 频 率 33MHz/66MHz； 最 大 数 据 传 输 速 率 在 时 钟 频 率 为 33MHz时 为 132MB/s（ 32位 ） 或 264MB/s（ 64位 ） ； 采 用 与 时 钟 同 步 的 方 式 ； 数 据 总 线 的 宽 度 为 32位 /64位 ； 具 有 与 处 理 器 和 存 储 器 子 系 统 完 全 并 行 操 作 的 能 力 ； 能 支 持 64位 寻 址 能 力 ； 具 有 完 全 的 多 总 线 主 控 能 力 ； 能 自 动 识 别 外 设 （ 即 插 即 用 功 能 ） ； 能 实 现 中 断 共 享 等 。 PCI总 线 的 特 点 ： 1、 线 性 突 发 传 输 ： PCI支 持 突 发 的 数 据 传 输 模 式 ， 满 足 了 新 型 处 理器 高 速 缓 冲 存 储 器 （ Cache） 与 内 存 之 间 的 读 写 速 度 要 求 。 2、 多 总 线 主 控 ： PCI总 线 不 同 于 ISA总 线 ， 其 地 址 总 线 和 数 据 总 线 是分 时 复 用 的 。 这 样 减 少 了 接 插 件 的 管 脚 数 ， 便 于 实 现 突 发 数 据 的 传 输 。数 据 传 输 时 ， 一 个 PCI设 备 作 为 主 控 设 备 ， 而 另 一 个 PCI设 备 作 为 从设 备 。 总 线 上 所 有 时 序 的 产 生 与 控 制 ， 都 是 由 主 控 设 备 发 起 的 。 3、 支 持 总 线 主 控 方 式 和 同 步 总 线 操 作 ： 挂 接 在 PCI总 线 上 的 设 备 有“ 主 控 ” 和 “ 从 控 ” 两 类 。 PCI总 线 允 许 多 处 理 器 系 统 中 的 任 何 一 个处 理 器 或 其 他 有 总 线 主 控 能 力 的 设 备 成 为 总 线 主 控 设 备 。 PCI允 许 微处 理 器 和 总 线 主 控 制 器 同 时 操 作 。 PCI总 线 是 一 种 同 步 总 线 ， 除 了 中断 等 少 数 几 个 信 号 外 ， 其 他 信 号 与 总 线 时 钟 的 上 升 沿 同 步 。 3.3 常 用 的 外 部 总 线3.3.1 RS-232总 线 RS-232总 线 是 由 美 国 电 子 工 业 联 合 会 （ Remended Standard Electronics Industries Association, EIA） 与Bell公 司 一 起 开 发 的 协 议 ， 于 1969年 公 布 并 成 为 串 行 总 线标 准 。 RS-232的 全 名 是 “ 数 据 终 端 设 备 （ DTE） 和 数 据 通 讯 设 备（ DCE） 之 间 串 行 二 进 制 数 据 交 换 接 口 技 术 标 准 ” 。 该 标准 规 定 采 用 一 个 25引 脚 的 DB-25连 接 器 ， 对 连 接 器 的 每 个引 脚 的 信 号 内 容 加 以 规 定 ， 还 对 各 种 信 号 的 电 平 加 以 规 定 。后 来 IBM-PC机 将 RS-232简 化 成 了 DB-9连 接 器 ， 并 且 成 为事 实 标 准 。 工 业 控 制 的 RS-232口 一 般 只 使 用 RXD、 TXD、GND三 条 线 。 3.3.2 IEEE 1394高 速 总 线 IEEE1394的 前 身 在 1986年 由 Apple公 司 所 草 拟 的 Fire Wire 。 是 为 了 增 加 外 部 多媒 体 设 备 与 电 脑 连 接 性 能 而 设 计 的 高 速 串 行 总 线 ， 传 输 速 率 可 以 达 到 400Mbps。一 、 IEEE1394的 主 要 特 点1、 优 越 的 实 时 性 能 具 有 两 种 数 据 传 输 模 式 ： 同 步 （ Synchronous） 传 输 与 非 同 步（ Asynchronous） 传 输 。 其 中 同 步 传 输 模 式 会 确 保 某 一 连 线 的 频 宽 ， 加 上 高 速的 传 输 速 度 ， 能 保 证 图 像 和 声 音 不 会 出 现 时 断 时 续 的 现 象 。2、 连 接 方 便 ， 支 持 热 插 拔 、 即 插 即 用 功 能 采 用 设 备 自 动 配 置 技 术 ， 允 许 热 插 拔 （ Hot Plug In） 和 即 插 即 用 （ Plug & Play） ， 方 便 用 户 使 用 。 此 外 ， IEEE1394可 自 动 调 整 局 部 拓 扑 结 构 ， 实 现 网 络重 构 和 自 动 分 配 ID。3、 总 线 直 接 提 供 电 源 总 线 的 6芯 电 缆 中 有 两 条 是 电 源 线 ， 可 向 被 连 接 的 设 备 提 供 4 10V/1.5A的 电 源 。不 需 要 为 每 台 设 备 配 置 独 立 的 供 电 系 统 ， 并 且 当 设 备 断 电 和 出 现 故 障 时 ， 也 不 会 影 响 整 个 系 统 的 正 常 运 行 。4、 通 用 性 强 允 许 采 用 树 形 或 菊 花 链 结 构 ， 以 级 联 方 式 在 一 个 接 口 上 可 连 接 63个 不 同 种 类 的 设备 。 可 连 接 传 统 外 设 （ 如 硬 盘 、 光 驱 、 打 印 机 ） 、 多 媒 体 设 备 （ 如 声 卡 、 视 频卡 ） 、 电 子 产 品 （ 如 数 码 相 机 、 视 频 电 话 ） 、 家 用 电 器 （ 如 VCR、 HDTV、 音 响 ）等 。 IEEE1394为 微 机 外 设 和 电 子 产 品 提 供 了 统 一 的 接 口 ， 增 强 了 通 用 性 。 二 、 IEEE1394电 缆 及 连 接 早 期 的 IEEE1394定 义 一 个 带 有 6针 插 头 的 6芯 电 缆 来 实 现 设备 间 的 互 连 。 电 缆 由 两 对 （ 4根 ） 信 号 传 送 线 TPA/TPA*和TPB/TPB*、 两 根 电 源 线 VP和 VG， 向 连 接 在 总 线 上 的 设 备 提供 4 10V/1.5A的 电 源 。 通 常 6根 线 按 号 的 顺 序 采 用 的 颜 色 分别 是 白 、 黑 、 红 、 绿 、 橙 和 蓝 。 此 外 ， 还 有 一 种 不 提 供 电 源的 4针 线 缆 ， 一 般 用 于 移 动 PC机 、 数 码 相 机 等 设 备 。 三 、 IEEE1394的 主 控 制 器 接 口 IEEE1394总 线 定 义 了 4个 协 议 层 ， 每 层 定 义 了 一 套 相 关 的 服 务 用 于 支持 配 置 、 总 线 管 理 及 在 应 用 程 序 和 1394协 议 层 之 间 的 通 信 。1、 物 理 层 ： 主 要 提 供 设 备 和 电 缆 之 间 的 电 气 和 机 械 连 接 ， 处 理 数 据 传 输和 接 收 ， 确 保 所 有 设 备 可 以 访 问 总 线 。 根 据 不 同 总 线 的 物 理 介 质 ， 将数 据 链 接 层 的 逻 辑 信 号 转 换 成 实 际 的 物 理 电 信 号 ， 并 提 供 了 保 证 每 次只 有 一 种 设 备 传 输 数 据 的 仲 裁 服 务 。2、 链 路 层 ： 提 供 同 步 和 异 步 模 式 下 的 数 据 包 确 认 、 定 址 、 数 据 校 验 及 数据 分 帧 等 。 该 层 主 要 完 成 数 据 的 编 址 、 校 验 和 数 据 包 的 制 作 。3、 交 换 层 ： 只 处 理 异 步 数 据 包 ， 定 义 了 请 求 应 答 协 议 ， 用 以 执 行 总 线 传输 。 该 层 支 持 对 异 步 传 输 协 议 的 读 /写 和 锁 定 ， 读 命 令 使 接 收 端 向 发 送端 返 回 数 据 ， 写 命 令 使 发 送 端 发 送 数 据 到 接 收 端 ， 锁 定 命 令 综 合 了 读 /写 两 种 功 能 。4、 串 行 总 线 管 理 ： 提 供 全 部 总 线 的 控 制 功 能 ， 包 括 确 保 向 所 有 总 线 连 接设 备 的 电 力 供 应 、 优 化 定 时 机 制 、 分 配 同 步 通 道 ID、 处 理 基 本 错 误 提示 等 。 3.3.3 USB通 用 串 行 总 线 USB（ Universal Serial Bus） 通 用 串 行 总 线 是 由 Intel、 Microsoft、 Compaq、IBM、 NEC、 DEC等 多 家 公 司 共 同 开 发 的 一 种 新 的 外 设 连 接 技 术 。一 、 USB总 线 的 主 要 性 能 特 点1、 使 用 方 便 可 以 连 接 多 个 不 同 的 设 备 ， 支 持 热 插 拔 和 即 插 即 用 功 能 。2、 传 输 速 度 快 在 速 度 方 面 ， USB支 持 三 种 信 道 速 度 ： 低 速 （ low speed） 1.5MB/s， 全 速（ full speed） 12MB/s以 及 高 速 （ high speed） 480MB/s。 具 备 USB功 能 的PC都 支 持 低 速 和 全 速 ， 高 速 则 需 要 主 机 支 持 USB2.0。3、 连 接 灵 活 连 接 方 式 既 可 以 使 用 串 行 连 接 ， 也 可 以 使 用 USB集 线 器 把 多 个 USB设 备 连 接 在一 起 。 从 理 论 上 来 说 ， 可 以 连 接 127个 USB设 备 ， 每 个 外 设 电 缆 长 度 可 达 5米 。USB还 可 智 能 识 别 USB链 上 的 外 围 设 备 的 接 入 或 拆 卸 。4、 独 立 供 电 USB总 线 使 用 一 个 4针 的 标 准 插 头 ， 其 中 有 两 针 是 电 源 线 ， 可 为 低 功 耗 装 置 提供 +5V电 源 。 二 、 USB总 线 的 接 口 信 号引 脚 号 信 号 名 称1 +5V2 D3 D+ 4 地 线 三 、 USB的 总 线 拓 扑 结 构 和 连 接 形 式USB总 线 的 拓 扑 结 构 是 一 种 多 层 星 形 结 构 ， 每 个 星 形 的 中 心 是 一 个 集 线 器 ，一 个 集 线 器 可 以 有 2 7个 端 口 ， 每 个 端 口 都 可 以 连 接 一 个 功 能 设 备 或 一个 集 线 器 。 所 有 的 连 接 都 是 点 对 点 。USB设 备 可 以 划 分 为 两 大 类 ： 集 线 器 （ Hub） 和 功 能 部 件 （ Function） 。只 有 集 线 器 才 能 提 供 附 加 的 USB接 入 点 ， 功 能 部 件 则 为 主 机 提 供 附 加 的功 能 。 有 些 USB复 合 设 备 既 是 功 能 部 件 ， 也 可 以 提 供 集 线 器 功 能 。USB是 一 个 主 从 式 总 线 协 议 ， 即 在 USB总 线 上 只 有 一 个 主 控 模 块 （ 即 主 机 ）和 若 干 个 从 设 备 （ 即 USB设 备 ） 。 主 机 对 USB总 线 拥 有 绝 对 的 主 控 权 ，总 线 上 的 一 切 数 据 传 输 都 由 主 机 控 制 。 五 、 USB的 传 输 方 式1、 等 时 （ Isochronous） 传 输 方 式 以 固 定 的 传 输 速 率 ， 连 续 不 断 地 在 主 机 与 USB设 备 之 间 传 输 数 据 ， 主 要 用 来 连 接需 要 连 续 传 输 数 据 、 且 对 数 据 的 正 确 性 要 求 不 高 而 对 时 间 极 为 敏 感 的 外 部 设 备 ，如 麦 克 风 、 电 话 等 。 在 数 据 发 生 错 误 时 ， USB并 不 处 理 这 些 错 误 ， 而 是 继 续 传 送新 的 数 据 。2、 控 制 （ Control） 传 输 方 式 主 要 用 于 命 令 /状 态 操 作 。 它 是 由 主 机 软 件 发 起 的 请 求 /响 应 通 信 过 程 ， 具 有 突 发性 、 非 周 期 性 等 特 点 。 它 包 括 设 备 控 制 指 令 、 设 备 状 态 查 询 以 及 确 认 命 令 。 当USB设 备 收 到 这 些 数 据 和 命 令 后 ， 将 依 据 先 进 先 出 的 原 则 处 理 到 达 的 数 据 。3、 中 断 （ Interrupt） 传 输 方 式 主 要 用 于 向 主 机 通 知 设 备 的 服 务 请 求 。 它 是 由 设 备 发 起 的 通 信 ， 具 有 数 据 量 小 、非 周 期 性 、 低 频 率 、 延 时 固 定 等 特 点 。 该 方 式 是 单 向 的 ， 适 合 于 数 据 传 输 量 小 、数 据 需 及 时 处 理 的 实 时 传 输 系 统 ， 如 键 盘 、 鼠 标 等 低 速 设 备 。4、 批 量 （ Bulk） 传 输 方 式 主 要 用 于 要 求 传 输 正 确 无 误 、 可 以 利 用 任 何 可 用 带 宽 进 行 传 输 ， 或 可 以 延 迟 到 有 可 以 利 用 的 带 宽 时 再 进 行 数 据 的 传 输 ， 具 有 非 周 期 性 和 突 发 性 的 特 点 ， 适 合 大 量传 输 数 据 的 场 合 、 以 及 无 带 宽 和 间 隔 时 间 限 制 的 情 况 。 通 常 用 于 打 印 机 、 扫 描 仪 、调 制 解 调 器 、 数 字 音 响 等 不 定 期 传 输 大 量 数 据 的 中 速 设 备 。