USB

标准

USB实装论坛负责USB标准制订，其成员包括：苹果计算机、惠普、NEC、微软和英特尔。
2001年底，USB-IF公布USB 2.0规范，与之前的USB 0.9、USB 1.0和USB 1.1一样，该规范完全向下兼容。随后，USB-IF公布USB On-The-Go（USB OTG，当前版本：1.0a）作为USB 2.0规范的补充标准，使其能够用于在便携设备之间直接交换数据。
USB的连接器分为A、B两种，分别用于主机和设备；其各自的小型化的连接器是Mini-A, Mini-B 和 Micro-A, Micro-B，另外还有Mini-AB（可同时支持Mini-A及Mini-B）的插口。USB 3.1版本中引入了支持正反面不区分插入的C型。

Micro USB接口

2007年1月4日，USB实装论坛颁布Micro-USB的插头标准。该标准将在许多新型智能手机和PDA上替代Mini-USB。Micro-USB插头的插拔寿命为10,000次，比Mini-USB插头高度减半，宽度相差无几。OMTP组织最近宣布，Micro-USB将成为移动设备数据和电源的标准接口。
2009年2月17日，全球移动通信联盟协会宣布在2012年前将使用Micro-USB作为全球统一的标准充电器规格。首批签署协议的厂商包括：诺基亚、乐金、摩托罗拉、三星、索尼移动、美国电话电报公司、法国电信、西班牙电信、T-Mobile与沃达丰。

编码方式

USB使用NRZI编码方式：当数据为0时，电平翻转；数据为1时，电平不翻转。为了防止出现过长时间电平不变化现象，在发送数据时采用位填充处理。具体过程如下：当遇见连续6个高电平时，就强制插入一个0。经过位填充后的数据由串行接口引擎（SIE）将数据串行化和NRZI编码后，发送到USB的差分数据线上。接收端完成的过程和发送端刚好相反。

软件架构

一个USB主机通过Hub链可以连接多个设备。由于理论上一个物理设备可以承担多种功能，例如路由器同时也可以是一个SD卡读卡器，USB的术语中设备（Device）指的是功能（Functions）。集线器（Hub）由于作用特殊，按照正式的观点并不认为是Function。直接连接到主机的Hub是根（root）Hub。

HCD (Host Controller Driver)

包含主机控制器和HUB的硬件为程序员提供了由硬件实现定义的接口主机控制器设备(HCD)。而实际上它在计算机上就是端口和内存映射。
1.0和1.1的标准有两个竞争的HCD实现。康柏的开放主机控制器接口(OHCI)和Intel的通用主机控制器接口(UHCI)。VIA威盛采纳了UHCI；其他主要的芯片组多使用OHCI。它们的主要区别是UHCI更加依赖软件驱动，因此对CPU要求更高，但是自身的硬件会更廉价。它们的并存导致操作系统开发和硬件厂商都必须在两个方案上开发和测试，从而导致费用上升。因此USB-IF在USB 2.0的设计阶段坚持只能有一个实现规范，这就是扩展主机控制器接口(EHCI)。因为EHCI只支持高速传输，所以EHCI控制器包括四个虚拟的全速或者慢速控制器。这里同样是Intel和Via使用虚拟UHCI，其他一般使用OHCI控制器。
某些版本的Windows上，打开设备管理器，如果设备说明中是否有“增强”("Enhanced")，就能够确认它是2.0版的。而在Linux系统中，命令lspci能够列出所有的PCI设备，而USB会分别命名为OHCI、UHCI或者EHCI，列出为32位地址的为EHCI，16位的为OHCI。命令lsusb能够显示所有USB设备的信息。命令dmesg能够显示OS引导时关于USB设备的信息。

电源

USB接头默认提供一组5伏特的电压，可作为相连接USB设备的电源。实际上，设备接收到的电源可能会低于5V，只略高于4V。通过USB PD3.0、QC4等快速充电协议，现有USB接口的最大的可以达到20V，最低3V。
一个USB的HUB最多只能提供500 mA的电流。如此的电流已足以驱动许多电子设备，不过连接在总线供电HUB的所有设备，需要共享500mA的电流额度。一个由总线供电的设备可以使用到它所连接端口上允许输出的所有电源。
USB-IF规范1.1版定义USB端口最高供电可达到1.5A/1500mA，而最新的1.2版规范更是修正为最大5A/5000mA的供电，但是总和也不得超过5A。
总线供电的HUB可以将电源供给连接在HUB上的所有设备，不过USB的规范只允许总线供电的HUB下游串接一层总线供电的设备，因此，总线供电的HUB下游不允许再串接另一个由总线供电的HUB。许多HUB有外加电源，因此可以提供电源给下游的设备，不会消耗总线上的电源。若设备需要的电压超过5V，都需要使用外加电源。
相对于之前其他沟通接口仅能传递信息数据，高电压USB插槽本身还能提供5V（伏特）的主动电压，及0.5A（安培）的电流，因此对于一些小型设备而言，可以不必再外接电源供应设备，就能利用来自USB插槽的电力顺利运作。利用这特点，也有厂商开发出适当的排线，将USB拿来当作供电插座般使用，例如作为移动电话的充电器，或是提供小型桌灯及电风扇等的电力需要，反而与原本用来连接计算机用的主要用途无关。

USB大容量存储

USB使用USB大容量存储设备标准实现Storage设备的连接。它最初被用于传统的磁盘和光盘驱动，但是现在已经扩展到支持大量不同的设备。USB不能用于计算机内部存储设备的基本总线：像ATA（IDE）、SATA和SCSI。
然而，USB有一个非常重要的优点，那就是它能够在不关闭计算机主机电源的情况下动态的安装和删除USB设备，这使它成为一个有用的外部设备。今天，大量的生产商提供便携式USB移动硬盘或者一个空的，能够兼容内部驱动的盒子。这些内部驱动通常提供一个转换驱动接口，用以转换IDE, ATA, SATA, ATAPI，或者SCSI到USB port。对于用户来讲，就像连接了一个内部的驱动。其他的竞争标准是eSATA以及Firewire。
在市面也可以找到USB 3.0 Dongle此类小型可插拔式的移动设备，尺寸如同U盘一样迷你，有厂商推出USB接口的Wi-Fi/蓝牙无线Dongle，只要将此Dongle插入液晶电视上，即可透过无线连接方式，将用户手机、平板、笔记本电脑中的影片、照片分享到液晶电视上观看，市面上已有厂商将Android操作系统直接写入Dongle，成为多功能电视棒的产品。
相关存储产品包括：主机板、磁盘阵列卡、硬盘外接盒、磁盘阵列系统、NAS网路储存设备、硬盘外接座等等。

人机接口设备（HID）

USB没有完全取代AT键盘接口和PS/2键盘鼠标接口，但是事实上所有主板制造商都提供至少一个USB接口。到2004年，大多数新主板都配有多个高速USB 2.0接口，尽管有些是内置在主板上的，需要使用电缆连接到位于主机前面板或者侧面的接口。同样的对游戏操纵杆，手柄，写字板和其他人机接口设备的支持逐渐从原声卡上的“MIDI／游戏”接口和PS/2接口上转移到USB上。现在带着USB转PS/2接口转换插头的USB键盘鼠标相当普遍，他们可以使用任意2种接口之一。如今几乎没有厂商再提供多于一个的PS/2接口，但至少会提供一个混合键盘与鼠标的PS/2接口。
使用专用键盘鼠标接口的苹果计算机1999年1月也开始使用USB接口。最初iPod只有IEEE1394接口，后来在第三代的iPod，苹果计算机开始支持USB2.0连接，但是还不能用作充电，现在的iPod，已经全面兼容USB，抛弃IEEE1394接口，只用USB接口充电以及连接计算机主机。

USB 1.0

USB 1.0：1996年1月发布。
数据传输速率为1.5Mbit/s(Low-Speed)。无预测及通过检测功能。仅极少数出现在市场上。

USB 1.1

USB 1.1：1998年9月发布。
修正1.0版已发现的问题，大部分是关于USB Hubs。最早被采用的修订版。数据传输速率为12Mbit/s（Full-Speed）。

USB 3.0（USB 3.1 Gen1）（USB 3.2 Gen1）

USB 3.0于2008年11月发布，速度由480Mbps大幅提升到5Gbps。USB 3.0插座通常是蓝色的，并向下兼容USB 2.0。

USB 3.1（USB 3.1 Gen2）（USB 3.2 Gen2）

USB3.0推广小组于2013年7月31日宣布USB 3.1规格，传输速度提升为10Gb/s，比USB3.0的5Gb/s快上一倍，并向下兼容USB 2.0/1.0，如果要得到10Gb/s的传输速度仍需在主机、目标端同时具备对应的芯片才能达成，电力供应可高达100瓦。

USB 3.2（USB 3.2 Gen2x2）

USB 3.2的主要技术要点：

1，在现有的USB Type-C数据在线实现双通道

2，继续使用现有的超高速USB物理传输率和技术

3，一些小的规范更新，确保单双通道无缝切换。
速度方面，使用USB 3.2主机连接USB 3.2存储设备，可以实现两条通道10Gb/s的传输速度，理论上也就是相当接近于20Gb/s。
据悉，USB 3.2因为要求集成USB 2.0和USB 3.1主控，所以完全向下兼容。另外，从USB 3.2开始，Type-C将成为唯一推荐的接口方案。

USB 4

USB 4的规格当前尚未确定，但是已有开发公司先行宣布：
采用Thunderbolt协议规格，使Thunderbolt 3设备将能兼容于USB 4，现有3.2及2.0也向下兼容。
速度方面加倍来到两条通道总共40Gb / s的传输速度。

USB On-The-Go补充标准

USB On-The-Go是USB2.0规格的补充标准。它可使USB设备，例如播放器或手机，从USB周边设备变为USB主机，与其他USB设备连线通信。

USB Power Delivery

USB Power Delivery是USB实装论坛在2012年7月5日发布的USB充电标准与技术。

扩展

PictBridge标准可以使得消费者使用的图形设备彼此互通（例如数字相机直接通过打印机输出）。一般它使用USB做为其底层通信协议。
微软的Xbox游戏主机和IBM的UltraPort均使用自身独有的专用接口，有别于标准的USB；不同的是，前者（Xbox）使用的是标准的USB 1.1信号格式，后者则使用标准的USB信号格式，而供电能力也更强。
开源项目USB/IP实现了USB数据包的网络传送，逻辑上将USB数据线无限延长。同时配合无线路由器等手段，可以实现无线USB传输。