USB2.0：高速串行传输技术详解与兼容策略

USB2.0协议中文版文档详细介绍了USB（Universal Serial Bus）2.0这一高速串行传输标准。USB是一种广泛应用于个人电脑和其他设备之间的连接技术，其特点是支持热插拔，即设备可以在系统运行时插入或移除，且数据传输速度快，最高速度可达480兆比特每秒（Mb/s）。USB2.0有两种供电模式：总线供电和自供电，总线供电情况下，设备能获取最大500毫安（mA）电流。 USB2.0的设计目标是向下兼容，即在USB 1.1（全速）或USB 1.0（低速）设备与USB 2.0主机之间，主机可以通过分隔传输技术确保兼容性。总线上的数据传输速率受最慢设备的限制，这意味着主机、集线器（HUB）和功能设备中的慢速设备会决定整个系统的性能。 USB体系结构包括三个主要部分：主机、设备和物理连接。主机负责提供USB接口，并管理连接设备，可以是传统的PC或支持OTG（One-Touch Gigabit）的设备。USB系统中的每个设备都有唯一的地址，但主机地址0是一个特殊地址，仅用于设备枚举过程，不能分配给任何设备。因此，实际可连接的设备数量受限于地址可用性和集线器的存在。USB HUB可扩展连接，最多支持127个设备，但加上HUB本身占用的地址，实际支持的设备数量会减少。 USB采用星型拓扑结构，由主控器（如ROOT HUB）作为中心节点，最多支持7层连接（Tier），允许最多5个HUB级联。复合设备（Compound Device）是多个功能设备通过内置HUB组合而成，例如集成麦克风的USB摄像头，它们可能占用多个地址。USB数据传输采用轮询广播机制，即由主机控制所有数据包的发送，确保系统在同一时间只有一个数据包在传输。 USB2.0协议的核心在于其高速、易用和灵活的设计，使得不同速度的设备能够协同工作，且通过集线器和复合设备的支持，极大地扩展了系统的连接能力。此外，其兼容性和可靠性也使其成为现代电子设备间通信的重要标准。