USB技术规范详解：连接，Plug-and-Play与拓扑结构

"USB通用串行总线技术规范是一个关于连接外围设备到计算机的外部总线标准，主要用于中速和低速设备。USB技术通过PCI总线与PC内部系统相连接，实现数据传输，并且支持主系统与外围设备之间的Plug-and-Play功能，提供端口扩展和低成本的通用外设连接。USB拓扑结构包含一个主机(host)、根集线器(Root Hub)和多个设备(device)或集线器(Hub)，最多可连接127个功能设备。在USB网络中，主机负责管理所有设备的连接和通信。然而，两个PC直接通过A-A USB电缆无法通信，因为这会导致两个主机的存在，违反了USB网络协议。要实现两个PC间通信，需要使用特定的USB到USB设备控制器。" USB通用串行总线技术规范是计算机硬件领域的一项重要标准，它的设计目标是简化设备连接，提高易用性和扩展性。USB最初是为了连接PC与电话，结合强大的计算能力和广泛的通信互连，提供一种通用的连接方式。它引入了真正的Plug-and-Play特性，允许用户无需重新配置系统即可添加或移除设备，极大地提升了用户体验。 在USB的拓扑结构中，主机是核心，负责整个系统的管理和通信。每个USB系统只有一个主机，通常位于PC内。主机连接到根集线器，根集线器可以提供多个下行端口，这些端口可以连接其他USB设备或集线器，进一步扩展端口数量。USB集线器可以将单个端口扩展为多个，支持多种类型的设备，如键盘、鼠标、调制解调器、硬盘等。复合设备则是包含一个集线器和一个或多个不可删除设备的组合。 USB技术提供了不同速度等级的支持，从低速到高速，例如USB2.0的最高速度可达480Mbps。这种灵活性使得USB成为连接各种中低速外设的理想选择。然而，当两个具有USB主机功能的设备（如两台PC）直接连接时，由于网络协议冲突，它们无法直接通信。为了解决这个问题，一些厂商如Anchorchip和Prolific开发了USB到USB的设备控制器，这些控制器可以协调两个主机间的通信，允许它们通过USB接口进行数据交换。