USB协议解析：默认状态与配置

"USB协议深入解读，包括默认状态、地址分配和配置状态的解析，以及USB2.0协议的背景和目的。" USB协议是主机与设备间通信的基础，确保了不同设备间的兼容性和高效数据传输。在USB协议中，设备上电后的默认状态是一个关键阶段。在这个状态下，设备不会响应总线操作，直至接收到复位信号。复位后，设备会被赋予默认地址，并根据其终端电阻工作在适当的速率下——低速、全速或高速。高速设备在复位过程中可以选择执行高速操作，并且在复位成功后，必须能够响应设备和配置描述符的请求，提供正确信息。 地址分配是USB协议的另一重要环节。所有设备在电源复位后使用默认地址，主机会在设备连接或复位后为其分配唯一地址。设备在挂起状态下保持该地址不变。无论设备是否已被分配地址或使用默认地址，它们只响应默认通道（Pipe）的请求。 配置状态是USB设备正常工作的前提。从设备角度看，配置包括向设备配置寄存器写入非零值的操作。配置设备或改变设备设置会导致相关接口的终端节点的状态与配置值重置为默认。这包括使当前活跃的端点（Data Toggle）重置为DATA0。 USB协议中，端点是设备可识别的部分，作为主机和设备间通信的终点。每个逻辑设备有多个独立端点，每个端点都有设备分配的唯一端点号。通信流通过管道（Pipe）进行，这是一种简化了中间环节的形象表述，有助于理解USB系统中的信息传输。管道连接着主机上的客户软件、USB驱动程序、主控制器驱动程序以及硬件接口。 USB2.0协议是在USB1.1的基础上发展起来的，由多家知名厂商共同制定。USB2.0显著提升了数据传输速度至480Mbps，是USB1.1的40倍。USB2.0与USB1.1兼容，设备可以在不同版本的接口上工作，但速度会受到兼容接口的限制。USB2.0和USB1.1使用相同的连接电缆和端口。 USB2.0协议规范的主要目的是定义总线属性、协议、处理类型、总线管理和编程接口，以满足设计和构建高速USB设备的需求，同时保持与旧版USB的兼容性。这一规范的实施极大地促进了USB设备的性能提升和广泛应用。