USB2.0协议详解：高速串行总线与设备连接

USB2.0协议是一项重要的计算机接口标准，全称为通用串行总线2.0。这个协议于2000年发布，旨在提高数据传输速度和功能性能。USB2.0的核心特点是其高速传输能力，最高数据传输速率可达480兆比特每秒（Mb/s），比USB1.1的12Mbps有了显著提升。 USB2.0体系结构主要包括三个组成部分：主机、设备和物理连接。主机通常指提供USB接口的设备，它可以是个人电脑或OTG（One-Two-Host）设备，负责管理和控制整个USB系统。每个USB系统中只能有一个主机，且主机支持最多128个地址，但因为根HUB（ROOT HUB）不占用地址，实际支持的设备数量会因HUB的存在而减少。 设备包括功能设备和HUB，最多可达127个，它们可以是外接存储设备、打印机、鼠标、键盘等。物理连接是指USB传输线，USB2.0规定必须使用屏蔽的双绞线以保证信号质量。在USB2.0的星型拓扑结构中，设备通过HUB连接到主机，最多支持7层（Tier）的层级结构，这意味着理论上可以有5个HUB级联，但实际应用中可能会受到地址限制。 USB2.0还支持向下兼容性，即主机能适应不同速度的USB设备，通过“分离传输”技术确保全速和低速设备也能正常工作。根HUB作为特殊类型的HUB，它内置于主机控制器中，为整个系统提供基本的连接功能，并可能包含额外的功能，如电源管理和高级配置。 复合设备（Compound Device）是一个重要概念，它实际上是一个设备内部集成了多个功能，这些功能通过内置的HUB实现连接，这样可以节省外部接口并提供更灵活的解决方案。复合设备可能占用多个地址，使得单一设备具有多种功能。 USB2.0协议不仅提高了数据传输效率，还简化了设备间的连接，促进了便携式设备的广泛使用。随着技术发展，USB3.0和USB4等后续版本进一步提升了性能，但USB2.0作为基础标准，其基础知识对理解现代电子设备的设计和使用至关重要。