USB2.0协议详解：高速串行传输与设备连接

“USB2.0协议入门中文版.pdf” USB2.0协议是通用串行总线（Universal Serial Bus）的第二代标准，它极大地提升了数据传输速率，最高可达480Mbps。USB设计的核心理念是支持热插拔，允许用户在设备工作时进行连接和断开，极大地便利了用户的操作。USB2.0采用了差分信号传输技术，这种技术能够有效抵抗干扰，保证数据传输的稳定性。 USB2.0协议具有两种供电模式：总线供电和自供电。总线供电模式下，设备可以从USB接口获取最大500mA的电流，满足许多小型设备的需求。而自供电模式则允许设备使用自身的电源，适用于功率需求较大的设备。 USB2.0的向下兼容性是其重要特点之一。当高速设备连接到USB2.0主机时，主机能够通过分离传输方式来适应不同速度等级的设备，确保与USB1.1全速和USB1.0低速设备的兼容。USB总线上的传输速度受到最慢设备的限制，这意味着整个系统的传输速度不会超过最慢设备的最大速度。 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系统的核心，负责提供接口并管理设备，可以是个人电脑（PC）或其他支持OTG（On-The-Go）的设备，一个系统中只能有一个USB主机。设备包括USB功能设备（如键盘、鼠标）和USB集线器（HUB），最多可连接127个设备。物理连接则指的是USB传输线，USB2.0规范要求使用屏蔽的双绞线以确保信号质量。 在USB2.0系统中，主机可以为128个地址提供支持，但地址0是保留的，仅供设备枚举过程临时使用，因此实际上每个主机能同时支持127个设备。然而，由于USB集线器（HUB）也会占用一个地址，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，最多支持7层级联，每个层级之间通过HUB连接。ROOTHUB是集成在主机控制器中的特殊HUB，不占用地址，并且具有额外功能。 复合设备（Compound Device）是USB系统中的一个重要概念，它结合了多个功能设备，通过内置的USB集线器实现。例如，一个USB摄像头可能包含视频捕捉和音频录制两个功能，分别占用不同的地址。USB的数据传输机制是轮询广播，由主机主动发起，所有设备都能接收到广播，根据需要响应，从而保证数据流的有序进行。 USB2.0协议的这些特性使得它成为了广泛应用于各种电子设备的标准，包括但不限于计算机外设、移动设备、数码相机、打印机等，极大地推动了数字设备的互连性和易用性。