USB 2.0规范详解：热插拔高速传输与设备兼容性

"USB 2.0中文版" USB 2.0规范是USB (Universal Serial Bus) 的一个重要版本，它在2000年发布，极大地提升了数据传输的速度。相较于之前的USB 1.1，USB 2.0的最大数据传输速率达到了480Mbps，这被称为"高速"模式，比USB 1.1的12Mbps全速模式和1.5Mbps低速模式有了显著提升。这种高速传输能力使得USB 2.0适用于各种需要大量数据交换的应用，如外部硬盘、数码相机和打印机等。 USB 2.0的设计具有向下兼容性，这意味着它可以与USB 1.1和1.0的设备无缝配合。当高速设备与低速/全速设备一同工作时，USB 2.0的主机能够通过不同的传输模式来适应这些设备的需求，确保它们能正常运行。然而，USB总线上的传输速度会受到最慢设备的限制，无论是主机、HUB还是功能设备。 USB体系结构主要包括三部分：主机、设备和物理连接。主机是USB系统的核心，负责提供接口并管理设备，可以是个人电脑或其他支持USB的设备。在一个系统中，只能有一个USB主机。设备则包括功能设备（如键盘、鼠标）和HUB，最多可以连接127个设备。物理连接通常是指USB的双绞线，USB 2.0要求使用屏蔽的双绞线以降低信号干扰。 USB设备的地址分配是有限的，主机最多可以支持128个地址，但地址0是保留的，只在设备枚举过程中临时使用，因此实际可用的地址为127个。如果每个设备占用一个地址，系统就能支持127个设备。然而，如果使用了USB HUB，由于HUB自身也需要地址，实际支持的设备数量会少于127个。 USB体系采用分层星型拓扑结构，以HOST-ROOT HUB为基础，最多可以扩展到7层（Tier）。这意味着最多可以有5个USB HUB串联。ROOT HUB是集成在主机控制器中的特殊HUB，不占用地址，除了基本的HUB功能，还包含其他特性，这些特性在增强型主机控制器规范中有详细介绍。 复合设备（Compound Device）是一个包含多个功能的设备，它们通过内置的USB HUB连接，并且可以占用多个地址。例如，一个USB集线器可能包含一个网络适配器、一个闪存驱动器和一个音频接口，所有这些功能都可以通过单个USB连接来实现。 USB 2.0的这些特性使得它成为了广泛应用于各类消费电子产品的标准，其便捷性和高性能使得USB成为了现代计算机和外设连接的首选方案。随着技术的发展，USB 3.x系列进一步提高了速度，但USB 2.0仍然在许多设备中得到应用，特别是在对速度要求不那么高的场景下。