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根據USB的匯流排架構，我們可以將一般USB系統的基本架構分為下列三個主要的部分：
1.USB主機控制器/根集線器
2.USB集線器
3.USB裝置

圖3 USB匯流排的基本架構



USB主機控制器/根集線器(Host Controller/Root 集線器)
所有在USB系統上的溝通都是在軟體控制下由PC主機啟動。而PC主機硬體包括USB主機控制器(USB Host Controller)與USB根集線器(USB Root 集線器)兩種。

而如下圖4所示，在我們Windows 98與ME作業系統下，電腦上的系統內容-裝置管理員中所顯示的“通用序列匯流排控制卡”內，包含了兩組下列所示的項目：
1.Standard Universal PCI to USB Host controller－主機控制器
2.USB Root 集線器－USB根集線器

當 然，大部份的電腦僅有一組而已。若是作業系統中，未含蓋類似的裝置訊息畫面的話，則代表此主機並未支援USB界面。而我們可能就必須另外購置 USB界面的擴充卡來加以使用。而筆記型電腦則需使用PCMCIA界面的擴充卡。相同的方式，若是讀者需要將原先USB 1.1主機控制器的規格升級為USB 2.0的話，也同樣需購置USB 2.0的擴充卡。

圖4 裝置管理員下的”通用序列匯流排控制卡”所包含的項目 (USB 1.1與2.0)

USB集線器(USB HUB)
若 僅靠USB根集線器是不可能同時連接上127個USB周邊，所以除了根集線器外，USB系統還支援額外的集線器。這些集線器的功用主要是提供另 外的USB連接埠供我們串接裝置，有點像網路的集線器集線器一樣。而整個USB連接裝置方式，有點像金字塔型的架構。每一個連接器上，呈現了一個USB 埠。

對於1.x規格集線器來說，重複地接收在PC主機與裝置兩端的USB資料流，整合處理了電源管理，以及負責對各種狀態與控制訊息的回 應。再者，也 避免讓全速的資料傳輸至低速的裝置上。但是對於2.0規格集線器來說，作得事情就要比1.x規格的更多，更複雜了。當然，2.0規格集線器支援了高速的特 性。此外，不僅只是重複地接收資料外，還必須負責切換低速，全速以及高速的傳輸速率，以及執行其他的功能以確保匯流排的時間是充分有效地被運用分享。如圖 5所示，是USB 2.0集線器的示意圖，其中，透過路由邏輯來連結裝置至適當的路徑上。此外，傳輸轉譯器（Transaction Translator，簡稱TT）掌握了低速/全速的資料交易，且用來啟動資料交易分割的程序。其中，包含了兩種的分割資料交易的動作：啟始分割與完成分 割。對前者而言，主機會告訴集線器來啟始全速/低速的資料交易。而後者則是主機詢問集線器前面的全速/低速資料交易的結果。

圖5 USB 2.0集線器的架構


USB裝置(USB Devices)
顧名思義，就是指各種類型的USB周邊。也即是具備某種function（功能）的裝置。而依照目前USB產品的規格，可以將USB裝置分為以下三種類型：

全速裝置(full-Speed Devices)：如CCD、外接式硬碟等裝置。這些USB裝置的傳輸速率最高為12 Mbps/s。
低速裝置(Low-Speed Devices)：如鍵盤、滑鼠等裝置。這些USB裝置的傳輸速率最高為1.5 Mbps/s。除了速度低於全/高速裝置之外，低速裝置在某些USB的支援上也受限制，例如當主機控制器在執行高速處理動作時，低速裝置是沒有反應的，此點可以避免高速的訊號被送到低速的集線器。
高速裝置(High-Speed Devuces)：USB2.0所提出的新規格，也應用在如CCD、外接式硬碟等裝置。這些USB裝置的傳輸速率最高為480 Mbps/s。

[資料來源]

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