USB协议详解：机械特性和2.0版本升级

USB (Universal Serial Bus) 是一种广泛应用于电子设备间数据传输的接口标准，它提供了一种简单、统一的方式来连接各种硬件设备，如鼠标、键盘、打印机、存储设备等。本文主要关注于USB协议的机械特性，特别是USB 2.0版本。 首先，USB的机械特性涉及电缆和连接器的设计，确保了可靠性和互操作性。电缆包含四根导线：两对标准规格的信号线用于数据传输，另一对是电源线，提供设备所需的电力。连接器有四个方向，这意味着上行和下行连接器不能随意互换，从而防止了未经授权的设备级联（如集线器间形成循环），这是USB协议的一个重要安全措施。 USB 2.0的机械特性进一步提升了性能，由包括Compaq、Hewlett-Packard等七家主要厂商共同制定。相比于USB 1.1，USB 2.0的最大数据传输速率提升到了480 Mbps（约60 MB/s），速度提高了近40倍，实现了更高的效率。这种提升不仅限于新设备，USB 2.0设备与USB 1.x设备能够互相兼容，但实际传输速度取决于设备自身的规格和所插入的接口。 USB 2.0协议规范的主要目的是为了明确总线属性、协议细节、处理机制、总线管理和编程接口，以便设计师和开发者能按照这些规定进行设备设计和实现。其目标在于确保兼容性、性能和易用性，同时考虑到不同类型的设备和应用场景。 理解USB协议的关键在于掌握端点（Endpoints）的概念，它们是设备唯一可识别的部分，每个端点都有一个由设备决定的端点号，用于指示数据传输的方向和功能。此外，信息传输通过称为“管道”（Pipe）的抽象概念进行，尽管这个词忽略了中间层次，但它有助于简化复杂的通信流程。 USB协议的机械特性是实现高效数据交换的基础，而USB 2.0的引入显著提升了数据传输速度，使得设备间的交互更为顺畅。对于开发者和用户来说，理解这些技术细节至关重要，以便有效利用和优化USB接口的功能。