USB-Hardwarestruktur

USB verwendet vieradrige Kabel, von denen zwei serielle Kanäle zum Übertragen von Daten sind und die anderen zwei nachgeschaltete Geräte mit Strom versorgen. Für alle Peripheriegeräte, die erfolgreich verbunden wurden und sich gegenseitig erkannt haben, werden Daten mit der höchsten Rate übertragen, die von beiden Geräten unterstützt werden kann. Der USB-Bus schaltet im kompatiblen Übertragungsmodus entsprechend der Situation des Peripheriegeräts automatisch dynamisch von hoher Geschwindigkeit auf niedrige Geschwindigkeit um und rastet bei einer geeigneten Rate ein. USB ist ein Token-basierter Bus. Ähnlich wie Token-Ring-Netzwerk oder FDDI-Token-basierter Bus. Der USB-Host-Controller sendet das Token und das Gerät auf dem Bus erkennt, ob die Adresse im Token mit sich selbst übereinstimmt, und antwortet, indem es Daten an den Host empfängt oder sendet. USB verwaltet die Stromversorgung des USB-Busses durch Unterstützung von Suspend/Resume-Operationen. Das USB-System verwendet eine Kaskaden-Sterntopologie, die aus drei grundlegenden Teilen besteht: Host, Hub und funktionale Ausrüstung.

Der Host, auch bekannt als Root, Root Node oder Root Hub, wird auf der Hauptplatine hergestellt oder als Adapterkarte auf dem Computer installiert. Der Host umfasst einen Hauptcontroller und einen Root-Hub, der den Datenfluss steuert und Informationen auf dem USB-Bus steuert. Jedes USB-System kann nur einen Root-Hub haben, der mit dem Hauptcontroller verbunden ist. Ein Computer kann mehrere Root-Hubs haben.

Der Hub ist eine spezifische Komponente der USB-Struktur. Es bietet einen Punkt namens Port, um Geräte mit dem USB-Bus zu verbinden, Geräte zu erkennen, die mit dem Bus verbunden sind, Energieverwaltung für diese Geräte bereitzustellen und für die Fehlererkennung und Wiederherstellung des Busses verantwortlich zu sein. Der Konzentrator kann Energie für den Bus oder sich selbst bereitstellen (Strom von außen beziehen).

Funktionale Geräte sind über Ports mit dem Bus verbunden. USB kann auch als Hub verwendet werden.