USB2.0规范详解：高速串行传输与设备连接

"USB 2.0规范是一个详细的介绍，涵盖了USB的基本概念、特性、兼容性、设备分类、连接拓扑以及电源管理等方面。本文旨在为USB 2.0的开发提供深入理解。" USB 2.0规范是USB（通用串行总线）的一个重要版本，它在1999年发布，极大地提高了数据传输速率，最大可达480Mbps（兆比特每秒），是USB 1.1全速（12Mbps）和低速（1.5Mbps）版本的十几倍。USB 2.0的设计使其能够与早期的USB标准兼容，确保了设备间的无缝连接。 USB体系由三部分构成：主机（Host）、设备（Device）和物理连接。主机是系统的中心，提供USB接口并管理所有通信，它可以是个人电脑或其他具备USB控制能力的设备。一个USB系统只能有一个主机。设备则包括USB功能设备（如键盘、鼠标）和集线器（HUB），最多可连接127个设备。物理连接则指用于传输数据的双绞线，USB 2.0要求使用屏蔽的双绞线以降低干扰。 USB地址分配方面，主机最多可分配128个地址，但地址0是保留的，只在设备枚举过程中短暂使用，因此实际可用地址为127个。这意味着，即使每个设备只占用一个地址，系统仍能支持127个USB设备。然而，由于集线器也需要占用地址，实际可连接的USB功能设备数量会少于127个。 USB体系采用分层星型拓扑结构，以HOST-ROOT HUB为基础，最多可扩展7层，允许最多5个HUB级联。ROOT HUB是集成在主机控制器中的特殊HUB，不占用地址，同时具备普通HUB功能和其他额外功能。复合设备（Compound Device）是指包含多个功能模块的设备，它们可以占用多个地址，并通过内置的USB集线器实现多个USB功能的整合。 USB 2.0还规定了电源管理机制，设备可以处于多种工作状态，如休眠和暂停，以节省能源。总线供电模式下，设备最大可获得500mA电流，满足大部分设备的供电需求。此外，USB支持热插拔，用户可以在设备运行时添加或移除设备，大大增加了使用的便利性。 USB 2.0规范通过其高速传输、广泛兼容性、灵活的拓扑结构和智能电源管理，为设备间的数据交换和系统扩展提供了强大且便捷的解决方案，对个人计算和消费电子领域产生了深远影响。