USB接口在生活中隨處可見，其主要優點有通信速度快、可靠性高、支持熱插撥以及低成本，此外由于易于使用，并可以取代電腦上的RS232接口，微軟和英特爾電腦系統設計要求所有PC上必須有兩個以上可以直接使用的USB接口，可見USB的使用越來越廣泛。

USB協議

　　USB全稱為通用串行總線，HOST為主機，是通過總線發起所有傳輸的系統；Device是與主機進行通信并且接收來自主機信息的外設設備；Hub是集線器，用來擴展USB主機接口，提供連接點和電源的設計；Pipe是管道，是邏輯上的抽象概念，指的是設備端上的端點和主機軟件之間建立的虛擬的連接通道；ENDPOINT指的是設備端用作USB的數據和發送的存儲器緩沖，包括IN端點和OUT端點。IN是USB主機讀入讀取數據的端點，OUT是USB主機寫入數據的端點。Silicon Labs單片機上端點是用片上XRAM的FIFO實現的。在USB的網絡協議中，每個USB的系統有且只有一個HOST，負責管理整個USB系統，HOST端有一個ROOT HUB，可以提供一個或多個USB下行端口，每個端口都可以通過USB Hub進行擴展，從而連接多個USB設備，最多可以擴展到127個，其拓撲結構如圖1所示：

　　USB的傳輸指的是完成通信請求的過程；會話是到一個端點的發求過程；包即信息塊；幀是建立在低速和全速總線上的1ms的時間單位。傳輸被劃分為多個會話，而會話由包組成，USB主機通過將會話分配到幀進行傳輸，一個傳輸可以有多個幀。枚舉是一個識別和指派一個獨一無二的地址的行為，枚舉過程使USB設備具有被熱插拔的能力，USB主機一直檢查總線上是否有新的設備接入，直到有一個USB設備被完全枚舉完成，USB主機才開始與USB設備進行通信。因此USB主機可以枚舉USB設備并與USB外圍設備進行數據傳輸，管理USB總線，為USB設備提供電源，如一個全功耗主機給每個USB外設提供最大到500mA的電流，一些低功耗的USB主機只能給低功耗的USB外設提供最大到100mA的電流，除此之外USB外設也可以自己供電。而USB設備的作用是與USB主機傳輸數據，響應USB主機的標準請求，管理電源。

　　USB協議定義了四種傳輸類型：控制傳輸，塊傳輸，中斷傳輸和同步傳輸。控制傳輸是雙向傳輸，通常數據量較小，其用途是傳送命令請求，讓USB主機識別和枚舉外設，以及傳送用戶定義的請求。控制傳輸的傳輸速度是高速模式為15.8MB/s，全速模式832KB/s，低速模式24KB/s，任何USB外設都必須支持控制傳輸；塊傳輸適用于大量數據傳輸應用，但不保證數據速率和延遲，只支持高速和全速USB外設，其傳輸速度為高速模式53.2MB/s，全速模式1.2MB/s，通常應用于打印機、掃描儀、磁盤驅動器等等會有大塊數據進行傳輸的設備；中斷傳輸主要用于定時查詢設備是否有中斷數據傳輸，從而保證數據傳輸間隔的時間，高速模式為24.6MB/s，全速模式為64MB/s，低速模式為0.8KB/s，通常應用在鍵盤、鼠標、游戲手柄等傳輸要求數據量小但要定時傳輸的場合；同步傳輸是一種數據流實時傳輸的模式，由于這種模式中沒有糾錯環節，因此它可以保證傳輸速率和間隔時間但不保證數據的完整性，同步傳輸的最高速度為24.6MB/s，全速模式為1MB/s。

　　USB主機通過獨特的標識符識別USB外設，VID（Vendor ID）是USB聯盟給USB設備提供商分配的ID號，PID是USB設備提供商給自己產品分配的ID號，串行序列號是開發商或制造商給每個USB產品分配的號碼，每個USB設備都有自己唯一的序列號。Silicon Labs公司唯一的VID是0x10C4，所有出廠產品都分配了一個PID，客戶可以根據自己的需求聯系Silicon Labs公司的相關人員為Silicon Labs的USB產品申請一個特別的PID。

　　USB定義了一套標準的設備類別從而實現不同系統平臺間的互操作性。HID主要應用于鍵盤、鼠標、熱量表、電壓表等；大量存儲主要用于可移動或不可移動的設備，如磁盤、硬盤、光盤以及U盤等；Audio主要應用在揚聲器、麥克風、語音處理等；Communication Device Class主要是調制解調器、模擬或數字電話和以太網卡；Imaging的應用有數碼相機、攝像機、網絡攝像頭；此外如IrDA、電源、打印機、SD卡等都有相應的類別。

Silicon Labs公司的USB解決方案

　　目前Silicon Labs公司的USB產品已經擴充到十五款，并且可以為客戶提供相應的五種開發板，軟件支持包括虛擬串行通訊接口驅動，USBXpress從傳輸類型的驅動層到源代碼，常用類型的參考設計，以及第三方提供的工具等。圖2所示的為Silicon Labs公司的所有USB解決方案。圖中可以看到虛擬COM口很容易使用，不需要開發固件和驅動。同時Silicon Labs公司提供的驅動支持Windows，蘋果和Linux等多個操作系統，并且通過了WHQL認證。USBXpress可以為用戶提供簡單靈活的開發途徑，固件庫文件以及Windows動態鏈接庫，還可以處理所有USB復雜協議，簡化了設備端的固件和主機側的驅動開發。

　　CP210X系列包括CP2101、CP2102、CP2103，都是固定功能的USB到UART轉接橋芯片，能為用戶提供最快最簡單的從RS232升級到USB的方法。其它混合信號帶USB功能的MCU都是高速8051內核，最快可達48M的指令運行速度，全部都內置高精度的振蕩器，不需要外加晶振，最高64K Flash的程序空間和5376Byte的RAM，17通道10位200Ksps的ADC，C86F340系列帶有外部數據總線接口，支持在系統仿真編程，芯片內集成5V-3.3V的電壓解調器，因此芯片的有效供電電壓范圍為2.7-5.25V。

　　USBXpress簡化了USB的設計，為USB設備端的固件和主機側的應用軟件提供更高層的API，用戶無需掌握USB協議的主機端的驅動專門技術即可實現USB的應用，而且該應用軟件完全免費，并已取得Windows的設備驅動認證，支持Silicon Labs公司的所有產品。支持的操作系統有Windows98、Windows2000、WindowsXP，也支持其他操作系統。

　　Silicon Labs公司的十五款USB MCU產品適合全部的嵌入式應用，高性能的混合信號USB2.0使這些MCU可以很好的滿足市場需求，而且全面的軟件和硬件開發資源及參考設計加速了產品的開發周期。