USB2.0规范详解：热插拔高速传输与设备兼容

"USB2.0协议初探中文版PDF文档" USB2.0协议是通用串行总线（Universal Serial Bus）的第二代标准，它显著提升了数据传输速率，最高可达480Mbps，这被称为High Speed模式。USB的设计理念之一就是热插拔，即用户可以在计算机运行时插入或移除设备，而无需重启系统。此外，USB还提供了两种供电模式：总线供电和自供电。在总线供电模式下，设备可以从USB总线获得最大500mA的电流。 USB2.0协议保持与前一代USB1.1（Full Speed）和USB1.0（Low Speed）的向下兼容性。当高速USB设备与低速或全速设备一同连接到主机时，主机能够通过分离传输方式来适应不同速度的设备。USB总线的传输速度由最慢的设备决定，这个设备可以是主机、HUB或者是USB功能设备。 USB体系结构主要包括三部分：主机（Host）、设备（Device）和物理连接。主机提供USB接口和管理功能，它可以是个人电脑或OTG（On-The-Go）设备，且一个系统中只能有一个USB主机。设备则包括USB功能设备（如键盘、鼠标等）和USB HUB，系统最多支持127个设备。物理连接部分，USB2.0要求使用屏蔽的双绞线进行数据传输。 在USB地址分配上，主机最多可以管理128个地址，但地址0是预留的，用于设备枚举过程，因此实际可用地址为127个。每个设备通常占用一个地址，这意味着一个主机最多可同时连接127个USB设备。然而，若要连接127个设备，必须使用USB HUB，而每个HUB也会占用一个地址，所以实际可支持的USB功能设备数量会少于127。 USB体系结构采用分层星型拓扑，以HOST-ROOT HUB为基础，最多支持7层级联，即最多允许5个HUB串联。ROOT HUB是集成在主机控制器内的特殊HUB，不占用地址，具备普通HUB功能及额外特性。复合设备是指包含两个或更多功能设备的单个物理设备，它们通过内置的USB HUB占用多个地址。 总结来说，USB2.0协议提供了高速的数据传输能力，同时保证了与早期USB版本的兼容性，其架构设计允许灵活的设备连接和扩展，但实际的设备连接数量会受到地址限制和HUB级联的影响。理解这些基础概念对于开发者和IT专业人士来说至关重要，有助于更好地理解和应用USB2.0技术。