典型的USB連接器應(yīng)用系統(tǒng)由USB主機、USB設(shè)備和USB線纜組成。在USB總線體系中，外部設(shè)備一般統(tǒng)一為USB設(shè)備，主要完成特定的功能，如常用的U盤、移動硬盤、鼠標(biāo)、鍵盤、游戲手柄等。USB主機是系統(tǒng)的主人，負(fù)責(zé)USB通信過程中數(shù)據(jù)的控制和處理。在USB連接器傳輸過程中，USB主機發(fā)送給USB設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸稱為下行(Down Stream)通信，由USB設(shè)備發(fā)送給USB主機的數(shù)據(jù)傳輸稱為上行(UpStream）通信。

類似以太網(wǎng)的分層結(jié)構(gòu)設(shè)計，USB連接器的總線系統(tǒng)也有明確的分層結(jié)構(gòu)。即完整的USB應(yīng)用系統(tǒng)可以分為功能層、設(shè)備層和總線接口層。

1.功能層。功能層在USB連接器應(yīng)用系統(tǒng)中主要負(fù)責(zé)USB主機和設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸，由USB設(shè)備的功能單元和相應(yīng)的USB主機程序構(gòu)成。功能層規(guī)定了數(shù)據(jù)傳輸?shù)念愋?，分為以?種：控制傳輸（Control Transfer)、批量傳輸（Bulk Transfer)、中斷傳輸（Interrupt Transfer)、同步傳輸（IsochronousTransfer)。

2.設(shè)備層。設(shè)備層在USB連接器系統(tǒng)中負(fù)責(zé)管理USB設(shè)備、分配USB設(shè)備的地址、獲取設(shè)備描述符等。設(shè)備層的工作需要驅(qū)動程序、USB設(shè)備和USB主機的支持。在設(shè)備層中，USB驅(qū)動程序可以獲得該USB 設(shè)備的能力。

3.總線接口層。總線接口層在USB連接器系統(tǒng)之中實現(xiàn)了USB數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r序。USB總線數(shù)據(jù)傳輸使用NRZI編碼，既反向非歸零編碼。在USB連接器總線接口層中，USB控制器自動進行NRZI編碼或者解碼，完成數(shù)據(jù)傳輸過程。總線接口層一般由USB接口硬件自動完成。