Un circuit intégré d'interface USB est un circuit intégré conçu spécialement pour connecter un système à microprocesseur (MPU) ou microcontrôleur (MCU) à une interface USB.

Les interfaces USB sont couramment utilisées pour faciliter la communication et le contrôle des données entre des ordinateurs et leurs périphériques. Il s'agit généralement de dispositifs de très faible puissance optimisés pour des applications de batterie. Ils intègrent une protection contre les décharges électrostatiques (ESD) puisque USB est une norme orientée sur la câblage.

En raison des exigences des interfaces USB, les dispositifs peuvent prendre charge les modes de fonctionnement hôte, dispositif et On-The-Go (OTG) mais, souvent, ils ne prennent pas en charge le mode hôte et le mode dispositif simultanément. Aujourd'hui, la plupart des circuits intégrés d'interfaces USB sur le marché prennent en charge les normes USB 1.1 et 2.0. USB 3.0 est pris en charge par de nombreux dispositifs, mais ceux-ci sont dotés d'interfaces à haute vitesse qui peuvent impliquer des coûts système supplémentaires pour les applications intégrées. Généralement, les dispositifs USB prennent en charge les modes de fonctionnement alimentés par bus et peuvent également fournir une alimentation selon les spécifications d'un produit compatible avec le mode hôte ou OTG. Il s'agit de 500 mA à 5 V pour USB 1.x, USB 2.0 et 900 mA pour USB3.x. Ces dispositifs ont une capacité d'entraînement raisonnablement puissantes et sont capables d'entraîner cinq mètres de câble pour USB 2.0 à 480 Mbits/s.

Il existe plusieurs normes applicables à USB. USB 1.1 est la norme la plus ancienne, qui prend en charge des débits pouvant atteindre 12 Mbits/s. USB 2.0 prend en charge des débits pouvant atteindre 480 Mbits/s et USB 3.0 prend en charge des charges utiles pouvant atteindre 5 Gbits/s. USB allie le concept d'un hôte et d'un dispositif, et ceux-ci ont une fonction semblable au concept d'esclave et de maître dans d'autres systèmes de bus. Il existe également des modes USB tels que OTG (On-The-Go), selon lequel un dispositif USB peuvent également agir comme hôte. Cela permet au dispositif de faire interface avec lecteurs Flash USB, les claviers et les autres périphériques semblables.

Les circuits intégrés d'interface USB se connectent au système MPU une via un bus, généralement en parallèle mais, pour les modes de fonctionnement plus lents, cette interface peut être montée en série. La plupart des puces dont la capacité est USB2.0 ou inférieure sont dotées d'interfaces parallèles de 8 bits qui peuvent également fonctionner en mode à 4, 2 ou 1 bit à des fins d'efficacité et de flexibilité. Certaines puces USB permettent une conversion fixe vers et depuis d'autres normes de série telles que SPI ou I2C. Elles sont dotées de grande mémoire tampon FIFO intégrée dans les deux directions, et certaines disposent également de capacités d'accès direct à la mémoire (DMA), ce qui leur permet d'envoyer et de recevoir des données directement depuis la mémoire système. Les dispositifs USB sont également équipés de système d'interruption du MPU pour indiquer que le pilote du logiciel doit traiter un problème ou un événement, que des données sont disponibles, ou que la transmission est terminée. Les fabricants fournissent généralement des modèles de pilote générique pour leur puce d'interface USB afin d'en faciliter le développement.

Les dispositifs USB sont généralement l'interface avec le système du processeur par le biais de plusieurs canaux série PCI express (PCIe). Ils sont dotés d'égalisateurs de signaux intégrés et parfois d'une interface de bus série séparée pour le contrôle.