USB的總線結(jié)構(gòu)

　　圖1 USB總線的階梯式星形結(jié)構(gòu)

　　圖2 USB總線的拓撲結(jié)構(gòu)

　　在此的主機端通常是指PC主機。當(dāng)然，主機端因具有根集線器，因此也含有集線器的功能。而集線器是在USB規(guī)范中特別定義出來的外圍設(shè)備，除了擴增系統(tǒng)的連接點外，還負責(zé)中繼（repeat）上端／下端的信號以及控制各個下端端口的電源管理。至于另一個設(shè)備，即是用戶常見的外圍設(shè)各。但在USB規(guī)范書中，稱這種設(shè)各為“功能”（functiONs），意味著此系統(tǒng)提供了某些“能力”，例如具有鍵盤或鼠標等功能。當(dāng)然不同的外圍設(shè)各可以具有不同的功能。但基于使用上的習(xí)慣，用戶在本書中都以設(shè)各稱之。通過這種階梯式星形的連接方式，最多可同時連接到127個設(shè)備。

　　此外，當(dāng)USB 2．0與1．1的設(shè)各與集線器在一起使用時，如何才能呈現(xiàn)出最佳的USB 2．0高速帶寬的特性？如圖3所示，當(dāng)USB 2．0與1．1規(guī)范的設(shè)各混合使用時，整個總線上交雜著高速／全速的設(shè)各與集線器。而如圖4所示，惟有在USB 2．0集線器與USB 2．0設(shè)各的連接下，才具備高速總線帶寬的特性。

　　圖3 USB 1．1、USB 2．0設(shè)備與集線器－起工作的拓仆結(jié)構(gòu)

　　圖4 具備USB 2．0高速總線特性連接示意圖

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

　　首先，PC一接上電源時，所有連接上USB的設(shè)各與集線器都會預(yù)設(shè)為地址0。此時，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主機就會向整個USB總線查詢。若發(fā)現(xiàn)第1個設(shè)各，比方說是鼠標，就將地址1分配給鼠標。然后再往下尋找第2個地址，且目前仍為0的設(shè)各或集線器。若發(fā)現(xiàn)是集線器，就將地址2分配給此集線器，并激活其所擴充的第1個下端端口的連接器。而后再沿此連接器一直往下尋找第3個地址，且仍為0的設(shè)各或集線器。這樣重復(fù)地尋找與分配地址，直到所有的外圍設(shè)各都賦予了新的地址，或已達到127個外圍設(shè)各的極限為止。

　　這種過程類似于將各個設(shè)備分別加以列舉的程序，稱之為設(shè)各列舉。當(dāng)然，主機在配置新地址的同時，PC主機還要為每個新設(shè)各或集線器加載其所使用的驅(qū)動程序。

　　若在此時一個新的設(shè)各被接上，PC主機就會預(yù)設(shè)此設(shè)各為地址0，且PC就會確認并加載其相對應(yīng)的驅(qū)動程序，并分配一個尚未使用到的新地址給它。而一旦某個設(shè)備突然被拔離后，PC可經(jīng)過D＋或D-差動信號線的電壓變化來檢測此設(shè)各被移除掉，然后就將其地址收回，并列人可使用的地址數(shù)值中。