官方的USB2.0协议

USB 2.0，全称为Universal Serial Bus 2.0，是USB接口技术的一个重要版本，自2000年发布以来，它极大地推动了个人计算机和其他电子设备之间的数据传输速度和兼容性。USB 2.0协议是针对USB 1.1的升级，旨在提供更快的数据传输速率和更高效的电源管理。 USB 2.0的核心特点在于其高速传输模式，该模式下的理论最大传输速率为480 Mbps，即60 MB/s。这一速度比USB 1.1的12 Mbps（1.5 MB/s）提升了四十倍，使得大容量数据交换变得更加迅速。高速模式是通过增加数据线带宽和优化传输协议实现的。 协议中定义了四种数据传输速率：低速（1.5 Mbps）、全速（12 Mbps）、高速（480 Mbps）和超速（5 Gbps，这是USB 3.0引入的）。USB 2.0还支持全双工通信，允许数据同时在两个方向上传输，提高了系统的效率。 USB 2.0协议包括以下几个关键部分： 1. **物理层**：定义了信号的物理传输方式，包括线缆、连接器和信号编码。USB 2.0使用差分信号传输，以减少干扰和提高信号质量。 2. **数据链路层**：处理数据帧的传输，包括错误检测和校正。它将数据分解成较小的数据包（令牌包、数据包和握手包），并负责确认数据正确接收。 3. **USB总线架构**：USB 2.0采用主从架构，主机（Host）控制整个系统，而设备（Device）响应主机的命令。一个主机可以连接多个设备，最多可达127个，通过级联的Hub来扩展端口。 4. **设备类（Device Class）**：USB 2.0定义了多种设备类，如键盘、鼠标、打印机、存储设备等，以确保不同类型的设备能正确地工作。每个设备类都有特定的协议和配置文件。 5. **电源管理**：USB 2.0支持设备的电源管理功能，如休眠、挂起和恢复，这有助于节省能源。主机能够控制设备的电源状态，并且设备可以自我报告其功率需求。 6. **枚举过程**：当设备插入USB端口时，会经历一个枚举过程，主机识别设备类型，分配地址，并设置设备的工作状态。 7. **热插拔和支持即插即用**：USB 2.0允许用户在系统运行时插入或移除设备，无需关闭或重启计算机，极大地方便了用户的使用。 USB 2.0协议的文档详细描述了这些概念和技术细节，包括传输协议、错误处理机制、电源管理策略以及各种设备类的规范。对于开发USB设备、驱动程序或者进行相关系统集成的工程师来说，深入理解USB 2.0协议是非常必要的。通过学习这些资料，可以更好地理解和利用USB 2.0的特性，优化产品的性能和兼容性。