自從上世紀(jì)90年代中期出現(xiàn)以來，USB已在各種不同產(chǎn)品中采用， 其范圍從體積精巧的邏輯分析儀到堅固的瑞士軍刀再到USB熱帶魚缸， 這類電子魚缸能顯示栩栩如生的熱帶魚。但究竟是什么原因讓USB如此 強(qiáng)大？簡單的答案就是標(biāo)準(zhǔn)，其中又以USB規(guī)范重要。
        USB規(guī)范讓使用者掌握細(xì)節(jié)
        USB規(guī)范包含讓終使用者很容易應(yīng)用USB的所有低階細(xì)節(jié)。這項(xiàng) 新規(guī)范為USB裝置定義了三種總線速度：低速(1.5Mbps)、全速(12Mbps) 和高速(480Mbps)。所有裝置速度都支持熱插拔，它們 多都能連接127部裝置，接頭和纜線的型號也完全相同。這些裝置 速度的區(qū)別在于系統(tǒng)成本：總線速度越大，系統(tǒng)成本就越高。
        全速和低速裝置都由USB1.1規(guī)范，高速裝置則列于2.0版，它 也是目前標(biāo)準(zhǔn)，這使得許多人誤將USB2.0和高速USB混為一談。 事實(shí)上，USB裝置速度和規(guī)范版本是不同的屬性，例如USB2.0全速 裝置的工作速度雖為12Mbps，但也符合USB2.0規(guī)范。
        USB裝置列舉是與總線速度密切相關(guān)的另一項(xiàng)重要概念。裝置列 舉的定義是：辨別總線所連接的裝置，并為其指定一個獨(dú)特編號。列 舉裝置時，首先會判斷裝置是在低速、全速或高速下操作，等到?jīng)Q定 了通信過程所使用的總線速度后，主機(jī)就會利用USB規(guī)范第九章所定 義的標(biāo)準(zhǔn)查詢命令向其詢問信息，目標(biāo)裝置則會使用USB描述項(xiàng)響應(yīng) 這些標(biāo)準(zhǔn)要求，讓主機(jī)知道該裝置的要求和能力以及所應(yīng)加載的驅(qū)動 程序。當(dāng)主機(jī)完成了裝置的組態(tài)設(shè)定，整個列舉過程就順利結(jié)束，裝 置則處于隨時可用的狀態(tài)；另一方面，若主機(jī)無法提供裝置所要求的 頻寬和電源，列舉動作就算失敗。
        USB規(guī)范還允許外圍裝置從主機(jī)汲取電源，這使得USB隨身聽之類 的小型可攜式裝置不需外接電源就能工作；除此之外，某些裝置會在 連接至主機(jī)時利用USB電源進(jìn)行電池充電。通過同一條線纜傳送資料 和電源讓這些裝置的使用更簡單，更不容易發(fā)生故障，因?yàn)樗鼈冎挥?一條電線與外界相連。其他裝置則只是通過USB汲取電源，它們完全 不使用數(shù)據(jù)信道，前述的USB熱帶魚缸就是個例子。在這些例子里， 通過USB汲取電源讓裝置更耐用，操作也更簡單，這些優(yōu)點(diǎn)使它們的 價值更高。
        USB規(guī)范還包含多個稱為類別的延伸規(guī)格，它們對消費(fèi)者極有價 值。這些已定義的裝置類別有著人們很熟悉的名稱，例如音訊、人機(jī) 界面和大量儲存裝置，它們可用來制造各種產(chǎn)品，例如喇叭、搖桿和 外接式硬盤。為特定的裝置類別定義標(biāo)準(zhǔn)界面后，主計算機(jī)就能以類 似方式與某個類別的所有裝置互傳信息，不必采用專屬存取方式；另 外，這些類別的驅(qū)動程序也多半會內(nèi)建于操作系統(tǒng)，并隨其安裝到所 有個人計算機(jī)，因此類別驅(qū)動程序所支持的USB裝置在銷售給客戶時， 就不必附上驅(qū)動程序磁盤。這些產(chǎn)品只需較少的步驟就能完成安裝， 整個過程會變得更簡單，另一項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)是產(chǎn)品制造商不必再浪費(fèi)資源開 發(fā)、供應(yīng)和維護(hù)裝置驅(qū)動程序。除此之外，由于標(biāo)準(zhǔn)界面與操作系統(tǒng) 無關(guān)，因此同一部裝置可連接至執(zhí)行Windows、MacO/S、Linux或其他 操作系統(tǒng)的任何計算機(jī)。
        開發(fā)USB裝置所需的步驟
        USB雖有許多優(yōu)點(diǎn)，但開發(fā)一個認(rèn)證合格的USB裝置需要哪些步驟？ 首先是新產(chǎn)品的硬件設(shè)計，這個步驟會隨裝置種類的不同而有各種定 義，但通常都包含零件選擇、電路板布局和硬件制造———也就是硬 件設(shè)計程序的所有常見步驟，區(qū)別在于認(rèn)證合格的USB產(chǎn)品會使 用認(rèn)證合格的USB零件；對于絕大多數(shù)裝置，這表示它們會使用USB建 置論壇(USB implementer’s Forum，簡稱USB-IF)，認(rèn) 證合格的硅芯片方塊和纜線組件。
        下一步是軟件選擇，它與硬件設(shè)計的關(guān)系非常密切。這兩個步驟 的完成順序并不重要，因?yàn)樗鼈儽舜霜?dú)立。
        對于要求不是那么嚴(yán)格的產(chǎn)品，更快的方法是使用目標(biāo)代碼鏈接 庫，由它將USB操作的細(xì)節(jié)隱藏起來，因此在設(shè)計項(xiàng)目初期就決 定鏈接庫的功能范圍。對于絕大多數(shù)設(shè)計而言，使用USB橋接器芯片 是簡單快速的方法。對于采用串行接口的既有設(shè)計，橋接器還可另 外使用虛擬串行端口裝置驅(qū)動程序，使得現(xiàn)有的上層主機(jī)程序仍能 繼續(xù)支持新型USB產(chǎn)品。
        產(chǎn)品設(shè)計結(jié)束后，就應(yīng)進(jìn)行USB兼容性測試，所有想使用USB標(biāo)志 的產(chǎn)品都要接受這項(xiàng)測試，其用意是確保所有USB裝置的品質(zhì)都符合 要求。這些測試不會驗(yàn)證USB規(guī)范的每個部分，它們的目的只是提供 合理的可接受度量測值。產(chǎn)品接受測試的方法有兩種：參加USB- IF贊助的兼容性測試大會或?qū)a(chǎn)品交給已經(jīng)核準(zhǔn)的私人測試實(shí)驗(yàn) 室。若產(chǎn)品通過兼容性測試，它就會列入USB整合廠商清單，獲得一 個TID編號，并有權(quán)使用USB標(biāo)志。
        USB外圍裝置的認(rèn)證測試可分為三大類。首先是電氣特性測試， 驗(yàn)證產(chǎn)品在不同應(yīng)用架構(gòu)下的訊號品質(zhì)。接著是功能測試，用來檢查 較高階的產(chǎn)品細(xì)節(jié)，例如對于標(biāo)準(zhǔn)要求的支持程度和裝置列舉功能。 則是產(chǎn)品互用性測試，用來決定受測產(chǎn)品與其他USB裝置的互動 情形。
        窗口硬件品質(zhì)實(shí)驗(yàn)室(簡稱WHQL)會針對Windows操作系統(tǒng) 的裝置及裝置驅(qū)動程序提供額外認(rèn)證程序。
        USB是否會像放大鏡或羅盤一樣對人類產(chǎn)生長久深遠(yuǎn)的影響？或 許不會，但你很快就會在所購買的折疊式救生刀上看到這種裝置。廠 商正不斷尋找新方法利用現(xiàn)有規(guī)范或于必要時為其增加新內(nèi)容，另外 還有幾項(xiàng)要點(diǎn)值得USB新手牢記在心，因?yàn)楫?dāng)您想要精密調(diào)整新設(shè)計 的其他功能時，這些要點(diǎn)或許能為您省下許多寶貴時間：根據(jù)項(xiàng)目需 求來選擇軟件策略，并且使用已通過認(rèn)證的零件；另外在終產(chǎn) 品的測試套件里增加部分或所有的規(guī)格兼容性測試程序，這不但對確 保產(chǎn)品通過認(rèn)證極有益處，還能讓問題浮現(xiàn)，使得產(chǎn)品的品質(zhì)獲得改 善。就算廠商因?yàn)槌杀究紤]而不打算讓產(chǎn)品接受認(rèn)證測試，它們還是 可以享受許多類似的好處，因?yàn)榇蟛糠譁y試只會收取很少的費(fèi)用，有 些甚至完全免費(fèi)。