USB2.0协议详解：高速串行传输与向下兼容

USB2.0协议规范深入解析 USB (Universal Serial Bus) 是一种广泛应用于电子设备间高速串行通信的标准，特别注重于便携性和易用性。USB2.0规范作为USB家族的重要成员，提供了显著的速度提升，最高速度可达480兆比特每秒(Mbps)，相较于USB1.1(全速)和USB1.0(低速)有着显著的优势。 USB2.0的设计理念是向下兼容，这意味着即使与USB1.1或USB1.0设备共存，USB2.0主机也能通过“分离传输”技术来适配这些旧设备。USB总线的传输速率受限于连接的最慢设备，包括主机、集线器(HUB)和功能设备。在USB2.0系统中，标准规定使用屏蔽的双绞线以保证信号质量。 USB体系结构由三个核心部分组成：主机、设备和物理连接。主机是系统的核心，负责接口管理和控制，可以是个人电脑或OTG(One-Touch-Give)设备。一个USB系统中只有一个主机，而设备包括功能设备和集线器，USB2.0最多支持127个设备，但实际上，由于集线器也需要占用地址，实际可使用的设备数量会减少。 USB系统采用分层的星形拓扑，最多支持7层，允许最多5个集线器级联。特殊的是，根集线器(ROOTHUB)内置在主机控制器中，不占用地址，提供基本的集线器功能，并可能包含额外的功能，这在增强型主机控制器规范中有详细说明。复合设备(CompoundDevice)是一个独特概念，它能占用多个地址，实质上是将多个功能设备整合在一起，通过内部集线器实现统一管理。 USB2.0规范对驱动开发者来说极其重要，因为它不仅规定了硬件接口和通信协议，还涉及到设备管理和性能优化。理解这些规范有助于开发者创建兼容性好、效率高的USB设备和驱动程序，使得用户能够在各种USB设备之间轻松切换，享受便捷的高速数据传输体验。