USB设备结构与USB2.0协议解析

本文主要介绍了USB设备的结构以及USB2.0协议的深入解读，重点关注USB设备的三层结构和USB2.0协议的背景、目的与速度提升。 USB设备的结构分为三个层次： 1. 底层：这是硬件层面，负责实际的数据包传输和接收，是连接主机和设备的物理接口。这一层确保数据正确地在总线上发送和接收。 2. 中间层：这一层处理数据路由，将底层的通信转化为对不同端点的操作。端点是数据传输的起点或终点，可以是数据源或数据接收器。中间层的作用是协调这些端点与主机之间的通信。 3. 最上层：这一层由具体的串行总线设备功能组成，例如鼠标或ISDN接口，它们提供了用户可以交互的应用层功能。 USB协议是主机与设备之间通信的基础，它定义了一系列的通信规则。USB2.0协议是在USB1.1基础上的升级，由COMPAQ、Hewlett Packard、Intel、Lucent、Microsoft、NEC和PHILIPS等7家公司联合制定。USB2.0显著提升了数据传输速度，达到480Mbps（约60MB/s），比USB1.1快了约40倍。同时，USB2.0保持了与USB1.1的兼容性，即USB2.0设备能在USB1.1接口上运行，反之亦然，但速度会受到接口的限制。 USB2.0协议规范旨在定义总线属性、协议定义、处理类型、总线管理和编程接口，以支持高效、灵活的设计和构建USB设备。其目的是为了简化设备连接，提高传输效率，并保持向后兼容性，使得各种不同类型的设备能够方便地接入计算机系统，同时提供高速的数据交换能力。 USB2.0协议还引入了端点和管道的概念。端点是设备上可识别的通信单元，每个端点都有唯一的端点号，用于区分不同的通信路径。管道则是一个抽象概念，代表了数据在主机和设备之间传输的通道，形象地简化了传输过程的理解。 USB设备的结构和USB2.0协议是现代计算机系统中设备连接和数据交换的关键组成部分，它们不仅提供了高速的数据传输，还保证了不同设备间的兼容性和易用性。对这些知识点的深入理解和掌握对于进行USB设备开发和系统集成至关重要。