USB OTG简介

Posted 2022-07-28 zhengmeifu

1 引言

随着USB2.0版本的发布，USB越来越流行，已经成为一种标准接口。现在，USB支持三种传输速率：低速(1.5Mb/s)、全速(12Mb/s)和高速(480Mb/s)，四种传输类型：块传输、同步传输、中断传输和控制传输。USB应用灵活方便，能满足多种外设的需要。随着个人便携式电子产品的增长和嵌入式技术的飞速发展，USB主机已不再局限于单纯的PC，可以是含有USB主控器的任何设备，如PDA、MP3播放器等。在USB2.O规范中也增加了USB嵌入式设备的标准——On-The-Go(OTG)，它使外设可以在主机和设备之间相互切换，即当其连接至PC时，它是1个USB设备，而与其他USB设备相连接时，它便作为USB主机。

2 USB OTG

2.1 USB OTG简介

DSBOTG是USB2.O版本的补充，并不是独立的标准，它保留了USB2.0的所有特点。OTG使2个USB外设在脱离PC的情况下可以直接通信。为了实现这种功能，在OTG中有一个新的概念——双功能设备(DRD：Dual-RoleDevice)。1个DRD能满足下列特征：

●具有一定的USB主机能力和提供1个外设列表；

●作为外设时能够实现全速操作(或高速操作)；

●作为主控机时能支持全速操作(低速或高速)

●支持主机协商协议(HNP)和会话请求协议(SRP)；

●仅有1个微型AB连接端口；

●能够向电源总线提供不小于8mA的电流。

要实现主机功能，主机必须存储大量的设备驱动程序，并且向电源总线提供一定的电流。对于嵌入式USB主机来说，提供大量的设备驱动程序是不现实的也没有必要，1个嵌入式USB主机只需支持部分特定设备，这些设备就是它的外设列表。

2.2 主机协商协议(HNP)

在USB标准中，主机采用A型接口，称为A类设备(A-Device)；外设采用B型接口，称为B类设备(B-Device)。1个DRD既可以作为主机,也可以作为外设。那么，当2个DRD互连时，哪个设备作为主机，为什么要作为主机?为了解决这两个问题，在OTG中提出了新的协议——主机协商协议(HNP)。在OTG中还定义了一种新的接口——微型AB插座(mini-ABreceptacle)以及微型A插头(mi-ni-Aplug)和微型B插头(mini-Bplug)。在微型AB插座、微型A插头和微型B插头中增加了1个引脚——ID引脚，如图l所示。

在微型A插头中，ID引脚接地，在微型B插头中，ID引脚悬空。在OTG中，如果设备的ID引脚接地(即mini-A插头连接的设备，如图l右侧的设备)，则此设备默认为主机，否则为外设。同时，在设备连接使用过程中，通过主机协商协议，允许主机和外设功能互换。例如，假设图1左边的B-Device为1个手持PDA，右边的A-Device为1个打印机。由于连接线的关系，打印机初始化为主机。但是打印机的驱动程序存在PDA中，这时需要PDA作为主机，打印机作为外设。通过HNP可以方便实现此功能，而不必拔下连接线调换插头方向，重新连接打印机和PDA。

2.3 会话请求协议(SRP)

OTG收发器一般用在嵌入式设备中，这类设备普遍采用电池供电，对功耗要求很严。为了节省电源，在OTG标准中，当电源总线没有使用时，允许A类设备挂起电源总线。当1个B类设备要工作时，它必须通过某种方法通知A类设备向电源总线供电。为了实现这一功能，在OTG中提出了会话请求协议(SRP)。在OTG中，1个会话定义为A类设备向电源总线VBUS有效供电的时间。需要注意的是，在OTG中电源一直都是由A类设备(连接mini-Aplug的DRD)提供的。由于主机协商协议，A类设备也可能作为外设使用，此时，电源也必须由A类设备提供。当A类设备挂起VBUS后，B类设备进入休眠状态。当B类设备需要再次工作时，它可以通过向数据线发送1个脉冲信号(Data-linePulsing)或向电源总线发送一个脉冲信号(VBUSPulsing)来请求A类设备向电源总线供电。OTG要求无论是DRD设备还是普通的B类设备，都必须具有发送会话请求的功能；同时，普通的A类设备或者DRD设备都必须能够响应1个会话请求。