選擇軟體

圖1：USB系統通用模型

這個模型詳細描述了普通USB週邊裝置的相關軟體架構，它還能直接用於許多常見系統架構。此處的主機 (host) 是指USB主機或電腦，裝置 (device) 則是指透過USB線路連接至主機的USB裝置。在圖1中，除非方塊名稱包含「硬體」(hardware) 這個字，否則所有方塊都是軟體元件。

讓我們從圖的左上方開始，然後延著逆時針方向往下看：主機的最上層程式除了提供產品主要使用者界面之外，還會直接或透過程式庫與USB裝置驅動程式溝通。裝置驅動程式會透過低階USB硬體和軟體利用USB匯流排傳送和接收資料，協定層 (protocol layer) 也是透過裝置的低階USB硬體利用匯流排傳送和接收資料。USB裝置的最上層程式會與協定層互動，這個過程最終會變成它與主機最上層程式的互動。裝置軟體通常是由微控制器執行，這個微控制器可能內建USB硬體，或是連接至另一顆內建USB硬體的獨立晶片。

需要高度彈性或特殊功能的產品最適合由專為其量身訂製的特殊軟體提供支援，包含原始程式的範例軟體套件則是這類產品的最佳起點。一般而言，這些套件會針對通用USB模型的每一個軟體方塊提供相關原始程式，它們不但是架構設計的絕佳起點，還包含複雜的USB程式碼，裝置可利用它執行列舉工作，驅動程式也可用它配置緩衝記憶體。資源需求是這種做法的最大缺點，就算從很好的起點出發，廠商仍需投入龐大的時間和努力才能完成這類設計。

對於要求不是那麼嚴格的產品，更快的方法是使用物件碼程式庫，由它將USB的細節隱藏起來。舉例來說，主機端的物件碼程式庫可以提供簡單界面與外部裝置溝通，至於所有USB功能則在物件碼程式庫內部或由它所使用的裝置驅動程式處理。這種方法雖能減少產品設計時間，卻也缺乏彈性，因此最好在設計專案初期就決定程式庫的功能範圍。

對於絕大多數設計而言，使用USB橋接器晶片是最簡單快速的方法。雖然這應算是一種硬體選項，我們仍將橋接器晶片列入討論，因為它們會取代圖1模型的軟體元件，這些晶片的功能就像是USB裝置的低階硬體和協定層。橋接器會透過UART之類的標準界面連接至裝置的最上層程式，使得裝置的微控制器完全免除USB作業負擔，並能提供簡單的資料連接至主機；除此之外，這些橋接器還能透過物件碼程式庫與最上層的主機程式互動，因此研發人員就算沒有任何USB知識也能設計USB產品。對於採用串列埠的既有設計，橋接器還可另外使用虛擬串列埠裝置驅動程式，使得現有的最上層主機程式仍能繼續支援新型USB產品。