USB2.0规范详解：热插拔高速传输与设备连接

"USB中文资料提供了对USB2.0规范的简单介绍，适合初学者了解USB运作机制。本文档涵盖了USB的基本概念、速度等级、兼容性、设备分类、地址分配、拓扑结构等内容，旨在帮助读者建立对USB体系的全面认识。" USB，全称Universal Serial Bus，是一种广泛应用于现代电子设备中的接口标准，具有热插拔和高速数据传输的能力。USB2.0是其一个重要版本，数据传输速率最高可达480Mbps。USB设计上支持不同速度等级的设备兼容，如全速（USB1.1，12Mbps）和低速（USB1.0，1.5Mbps）设备可以在高速（USB2.0）主机上运行，通过分离传输技术确保兼容性。 USB体系由三部分构成：主机（HOST）、设备（DEVICE）和物理连接。主机提供USB接口和管理，可以是PC或其他具备USB功能的设备。每个USB系统只有一个主机，可以支持128个地址，但地址0是预留的，用于设备枚举过程，因此实际上最多可同时连接127个设备。设备包括USB功能设备和HUB，功能设备实现特定功能，HUB则用于扩展连接。USB2.0要求使用屏蔽双绞线作为传输介质。 USB的连接拓扑为分层星型，以HOST-ROOT HUB为核心，最多7层级联，允许最多5个HUB串联。ROOT HUB是特殊的一环，内置于主机控制器中，不占用地址，除了基本的HUB功能，还包含额外的特性。复合设备（Compound Device）可以同时占据多个地址，因为它集成了多个功能设备并通过内置HUB连接。 USB设备的地址分配需要注意，每个设备占用一个地址，如果有127个设备，需要使用HUB扩展。但由于HUB自身也要占用地址，实际可连接的USB功能设备数量会少于127。这种分层结构允许USB系统灵活扩展，满足多设备连接需求。 USB是一种高效、灵活的连接标准，其2.0版本在兼容性和速度上都有显著优势，被广泛应用在各类电子设备中。理解USB的工作原理和体系结构对于设备开发、故障排查以及系统优化都至关重要。