usbotg設(shè)計原理

隨著PAD、移動電話、數(shù)碼相機、打印機等消費類產(chǎn)品的普及，用于這些設(shè)備與電腦，或設(shè)備與設(shè)備之間的高速數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)越來越受到人們的關(guān)注，IEEE1394和USB是用于此類傳輸?shù)膬蓚€主要標(biāo)準(zhǔn)。這兩個標(biāo)準(zhǔn)都提供即插即用和熱插拔功能，都可以向外提供電源，也都支持多個設(shè)備的連接。其中IEE1394支持較高的數(shù)據(jù)傳輸速度，但相對比較復(fù)雜、價格較高，主要用于需要高速通信的AV產(chǎn)品;而最初的USB標(biāo)準(zhǔn)主要面向低速數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽?yīng)用，其中USB1.1支持1.5Mbps和12Mbps的傳輸速率，被廣泛用于傳輸速率要求不高的PC機外設(shè)，如:鍵盤、鼠標(biāo)等。USB2.0標(biāo)準(zhǔn)的推出使USB的傳輸速度達(dá)到480Mbps。而USB OTG技術(shù)的推出則可實現(xiàn)沒有主機時設(shè)備與設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸。例如:數(shù)碼相機可以直接與打印機連接并打印照片，從而拓展了USB技術(shù)的應(yīng)用范圍。下圖是USB技術(shù)的典型應(yīng)用示意圖。

改變?nèi)鐢?shù)碼照相機、攝像機、打印機等設(shè)備間多種不同制式連接器 ，多達(dá)7種制式的存儲卡間數(shù)據(jù)交換的不便。USB技術(shù)的發(fā)展，使得PC和周邊設(shè)備能夠通過簡單方式、適度的制造成本將各種設(shè)備連接在一起，上述我們提到應(yīng)用，都可以通過USB總線，作為PC的周邊，在PC的控制下進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。但這種方便的交換方式，一旦離開了PC，各設(shè)備間無法利用USB口進(jìn)行操作，因為沒有一個設(shè)備能夠充當(dāng)PC一樣的Host。On-The-Go，即OTG技術(shù)就是實現(xiàn)在沒有Host的情況下，實現(xiàn)設(shè)備間的數(shù)據(jù)傳送。例如數(shù)碼相機直接連接到打印機上，通過OTG技術(shù)，連接兩臺設(shè)備間的USB口，將拍出的相片立即打印出來;也可以將數(shù)碼照相機中的數(shù)據(jù)，通過OTG發(fā)送到USB接口的移動硬盤上，野外操作就沒有必要攜帶價格昂貴的存儲卡，或者背一個便攜電腦。

簡單地說，OTG就是On The Go，正在進(jìn)行中的意思。

大家都知道自從1996年USB傳輸協(xié)議的誕生，并以其優(yōu)勢很快的風(fēng)靡了所有計算機外設(shè)以及數(shù)碼設(shè)備，大家都知道USB設(shè)備分為HOST(主設(shè)備)和SLAVE(從設(shè)備)，只有當(dāng)一臺HOST與一臺SLAVE連接時才能實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸，OTG設(shè)備就是使我們的"EX"既能充當(dāng)HOST，亦能充當(dāng)SLAVE。

"In-stat/MDR于今年2月的統(tǒng)計資料也顯示，未來幾年USB2.0 OTG接口的周邊設(shè)備將從2002年的11萬臺增長至2007年的1.68億臺，增長1527倍?？梢钥闯?，隨著外圍設(shè)備的多樣化與高速傳輸?shù)男枨?，USB 2.0OTG的后續(xù)發(fā)展態(tài)勢十分樂觀。" 從業(yè)界應(yīng)用來看，目前高通公司(Qualcomm Inc.)已經(jīng)宣布將在其最新的3G手機基帶套片中采用該USB OTG。索尼電子(Sony Electronics)也宣布會選用飛利浦的USB OTG芯片為其最新的便攜式設(shè)備提供USB OTG連接性。索尼CLIE是業(yè)內(nèi)第一個具備USB OTG功能的便攜式產(chǎn)品，可以與其它USB設(shè)備實現(xiàn)點對點通訊?？梢灶A(yù)見，USB OTG會成為未來電子產(chǎn)品的基本配置功能。

USB OTG標(biāo)準(zhǔn)在完全兼容USB2.0標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，增添了電源管理(節(jié)省功耗)功能，它允許設(shè)備既可作為主機，也可作為外設(shè)操作(兩用OTG)。OTG兩用設(shè)備完全符合USB2.0標(biāo)準(zhǔn)，并可提供一定的主機檢測能力，支持主機通令協(xié)議(HNP)和對話請求協(xié)議(SRP)。在OTG中，初始主機設(shè)備稱為A設(shè)備，外設(shè)稱為B設(shè)備。可用電纜的連接方式來決定初始角色。圖2所示是用第5個ID腳確定默認(rèn)主機的示意圖，兩用設(shè)備使用新型mini-AB插座，從而使mini-A插頭、mini-B插頭和mini-AB插座增添了第五個引腳(ID)，以用于識別不同的電纜端點。mini-A插頭中的ID引腳接地，mini-B插頭中的ID引腳浮空。當(dāng)OTG設(shè)備檢測到接地的ID引腳時，表示默認(rèn)的是A設(shè)備(主機)，而檢測到ID引腳浮空的設(shè)備則認(rèn)為是B設(shè)備(外設(shè))。系統(tǒng)一旦連接后，OTG的角色還可以更換。主機與外設(shè)采用新的HNP，A設(shè)備作為默認(rèn)主機半提供VBUS電源，并在檢測到有設(shè)備連接時復(fù)位總線、枚舉并配置B設(shè)備。OTG標(biāo)準(zhǔn)為USB增添的第二個新協(xié)議稱為對話請求協(xié)議(SRP)。SRP允許B設(shè)備請求A設(shè)備打開VBUS電源并啟動一次對話。一次OTG對話可通過A設(shè)備提供VBUS電源的時間來確定(注:A設(shè)備總是為VBUS供電，即使作為外設(shè))。也可通過A設(shè)備關(guān)閉VBUS電源來結(jié)束一會話以節(jié)省功耗，這在電池供電產(chǎn)品中是非常重要的。例如，在兩臺蜂窩電話通過連接互相交換信息時，一臺連接在電費的mini-A端，是A設(shè)備，默認(rèn)為主機。另一臺是B設(shè)備，默認(rèn)為外設(shè)。當(dāng)在不需要USB通信時，A設(shè)備可以關(guān)閉VBUS線，此時B設(shè)備就會檢測到該狀態(tài)并進(jìn)入低功耗模式。