USB2.0协议解析：高速串行传输与设备连接

"USB2.0协议中文详解" USB2.0规范是通用串行总线（Universal Serial Bus）的一个版本，旨在提升数据传输速度和兼容性。它于2000年发布，最高速度可达480Mbps（兆比特每秒），这相比之前的USB1.1（全速模式，12Mbps）和USB1.0（低速模式，1.5Mbps）有了显著提升。USB2.0设计的核心特性之一是向下兼容，意味着新的USB2.0设备可以无缝地与旧的USB1.x主机和设备协同工作。 USB体系结构主要由三部分组成：主机（Host）、设备（Device）和物理连接。主机是USB系统的中心，它提供了接口和管理功能，可以是个人电脑或其他支持USB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、打印机等）和USB集线器（HUB）。USB允许最多127个设备连接，但考虑到地址分配，实际可支持的设备数量受到限制。每个主机有128个地址空间，但地址0是预留的，只在设备枚举阶段使用，所以实际可用地址为127个。如果每个设备只占用一个地址，那么最多可连接127个设备。然而，当使用USB集线器时，集线器自身也会占用一个地址，因此实际支持的USB功能设备数量会减少。 USB的物理连接使用屏蔽的双绞线进行数据传输，以减少电磁干扰。在USB2.0系统中，这种线缆对于保证高速传输至关重要。USB体系采用分层的星型拓扑结构，从主机（HOST）到根集线器（ROOT HUB），最多支持7层级联，允许5个USB集线器的串联。根集线器集成在主机控制器内，不占用地址，并且具有特殊功能，如过载保护和设备状态指示。 复合设备（Compound Device）是USB规范中的一个重要概念，它是指包含两个或更多功能单元的设备，例如一个设备可能同时具备打印和扫描功能。复合设备可以占用多个地址，每个功能单元都有自己的地址。这些功能单元通过内置的USB集线器实现相互连接，使得在一个单一的物理设备上能够实现多种功能，增加了设备的灵活性和实用性。 USB协议还包括数据传输模式，如控制传输、批量传输、中断传输和同步传输，以满足不同类型的设备和应用需求。控制传输用于设置和管理设备，批量传输适合大量数据的非实时传输，中断传输用于需要及时响应的数据（如键盘输入），同步传输则用于需要精确时间同步的数据流（如音频和视频）。 USB2.0协议提升了数据传输速率，增强了设备间的兼容性，并通过其灵活的拓扑结构和地址分配机制，使得构建复杂的USB设备网络成为可能。复合设备的引入进一步扩展了USB的应用范围，使其在各种电子设备中广泛采用。