USB2.0协议解析：控制传输的细节

"USB2.0协议深入解读" USB2.0协议是一种通用串行总线（Universal Serial Bus）规范，旨在提供高速的数据传输能力，同时保持与早期USB版本的兼容性。USB2.0协议由COMPAQ、Hewlett Packard、Intel、Lucent、Microsoft、NEC和PHILIPS等公司共同制定，其主要目标是提升数据传输速率，从USB1.1的12Mbps提升至480Mbps，即60MB/s。这一速度的提升使得USB2.0适用于高速数据交换的设备，如外部硬盘、数码相机等。 USB协议的核心在于控制传输，这是一种包括至少两个事务阶段（建立和状态）的过程。控制传输可以选配数据阶段。在建立阶段，通过SETUP事务向设备的功能端口发送信息。SETUP事务具有输出事务的格式，但使用的是SETUP PID而非OUT PID。SETUP事务始终使用DATA0 PID，并且设备在接收并确认无误后回应ACK，如果数据损坏则会丢弃数据且不返回任何响应。 控制传输的数据阶段（如果存在），可以包含一个或多个IN或OUT事务，遵循与批量传输相同的协议规则。所有数据阶段的事务必须保持同一方向，即全部IN或全部OUT。数据量在建立阶段预设，如果超过单个数据包的最大大小，数据会被分成多个事务传输。剩余的数据会在最后一个事务中作为“剩余”数据发送。 状态阶段是控制传输的最后一个部分，遵循与批量传输相同的协议序列。在高速操作中，状态阶段通常涉及PING协议。状态阶段的方向与数据阶段相反，通常使用DATA1 PID。如果没有数据阶段，控制传输则由一个建立阶段和紧接着的IN事务状态阶段组成。 USB设备中的关键组件是端点（Endpoints），它们是主机与设备间通信的终点。每个逻辑设备有多个独立的端点，每个端点都有一个由设备分配的唯一端点号。通信流通过被称为管道（Pipes）的通道进行，这是一种简化了理解USB系统信息传输的抽象概念。 USB2.0与USB1.1是兼容的，USB2.0设备可以在USB1.1接口上运行，反之亦然。然而，设备的实际传输速度受到接口的限制，USB2.0设备在USB1.1接口上只能达到12Mbps，而USB1.1设备在USB2.0接口上也不会超过其自身的最大速度。此外，USB2.0和USB1.1使用相同的连接电缆和端口设计，方便设备的互换和使用。 USB2.0协议的深入理解涉及到控制传输的细节，包括SETUP事务、数据阶段和状态阶段，以及如何在不同的USB版本之间实现兼容性。这些知识对于设计和开发USB设备以及理解USB通信机制至关重要。