USB系统是一种广泛应用于计算机与外部设备连接的技术标准，其核心特点包括即插即用、热插拔、双向数据传输等。以下是关于USB系统的综合解析：
一、基本定义
USB（Universal Serial Bus）是“通用串行总线”的简称，由多家公司联合开发，用于规范计算机与外部设备（如键盘、鼠标、存储设备等）的连接与数据传输。它并非一种全新的总线标准，而是针对PC领域的接口技术，主要用于处理电气层与协议层的互连。
二、系统架构
主机与设备模式 USB采用主从结构，主机是唯一的主控者，负责发起数据传输请求；设备处于被动响应状态，需等待主机指令。这种模式确保了系统稳定性，但设备间无法直接通信。
拓扑结构
USB总线支持星型拓扑，通过集线器（Hub）连接多个设备。典型拓扑包括单设备连接、串行连接和并行连接。
三、核心特性
即插即用与热插拔
设备插入或拔出时，系统可自动识别并配置设备，无需重启主机。
数据传输机制
控制传输： 主机通过控制信号与设备同步数据传输。 批量传输
中断传输：设备可主动发送数据通知主机（如键盘输入）。
协议与版本 支持USB 1.0至USB 4.0等版本，其中USB 3.1及后续版本采用USB 3.1 Gen 2（SuperSpeed）技术，理论传输速度可达10Gbps。
四、系统组成
硬件部分：
包括USB接口、集线器、设备端接口等物理连接组件。
协议部分：定义数据传输格式、设备识别机制等规则。
五、发展与扩展
为突破主机间直接通信的限制，USB OTG（On-The-Go）技术应运而生，允许设备间进行双向数据传输。此外，USB接口类型多样，如Type-A、Type-C等，适配不同设备需求。
综上，USB系统通过标准化的接口协议和硬件设计，实现了计算机与外设的高效、稳定连接，成为现代电子设备中不可或缺的接口技术。
