USBOTG功能详解

1、USOTGMini-A Plug Pin AssignmentsContactNumberSignal NameTypical Wiring Assignment1VBUSRed2D-White3D+Green4ID< 10fito GND5GNDBlackShellShieldDrain WireThe ID pin on a Mlini-A p山g shall be smected 2 the GND pin, The ID pin on a Mini-B plug is not connected or is connected toresistame of greater lha

2、n Ra_PLUG_i。. A dual-role device isrequired to be able ta detect whether a MiniA or Mini-B plug is inserted by determining if the ID pin resistance to ground is less than Ra_plug_id or if the resistance to ground is greater than Rb_plug_id. Any ID resistance less than Ra_plug_id shall be treated as

3、ID - FALSE and any resistance greater than Rb_plug_iid shall be treated as ID 二 TRUE一Max cable ength 二 shorter of 4.5m or 25nsec electrical lengthDetail A-A:Mini-A Plug)Aluminum Metallized Polyester Inner ShieldDetail B-B(Mini-B Plug)Block Ground)Oreer (D+)White (D )28 AWG STC Drain WireRed (Vbus)&g

4、t;65% linned Copper Brewed Shie dPolyvinyl Chloride (PVC) JacketUSB OTG是USB On-The-Go的缩写，是近年发展起来的技术，2001年12月18日由USBImplementers Forum公布，主要应用丁各种不同的设备或移动设备间的联接，进行数据交换。特别是PDA、移动电话、消费类设备。改变如数码照相机、摄像机、打印机等设备问多种不同制式连接器，多达7种制式的存储卡问数据交换的不便。USB技术的发展，使得PC和周边设备能够通过简单方式、适度的制造成本将各种设备连接在一起，上述我们提到应用，都可以通过 USB总线，作为

5、 PC的周边，在PC的控制下进行数据交换。但这种方便的交换方式，一旦离开了 PC,各设备问无法 利用USB 口进行操作，因为没有一个设备能够充当PC一样的Host。On-The-Go,即OTG技术就是实现在没有Host的情况下，实现设备间的数据传送技术，连接两台设备间的 USB 口，将拍出的相片立即打印出来；也可以将数码照相机中的数据，通 过OTG发送到USB接口的移动硬盘上，野外操作就没有必要携带价格昂贵的存储卡，或者背一个 便携电脑。Sfl OTG li*c hubthm oacy sou bo * OTGSWUPCC W4"4Mjr4' MiiBiOTGLHe KA W

6、 7 US8。例如数码相机直接连接到打印机上，通过 OTGOTG设计原理1、通信协议USB OTG标准在完全兼容 USB2.0标准的基础上，增添了 电源管理（节省功耗）功能，它允许 设备既可作为主机，也可作为外设操作（两用OTG）。OTG两用设备完全符合 USB2.0标准，并可提供一定的主机检测能力，支持主机通令协议（ HNP）和对话请求协议（SRP）。在OTG中，初始 主机设备称为A设备，外设称为B设备。可用电缆的连接方式来决定初始角色。图2所示是用第5个ID脚确定默认主机的示意图，两用设备使用新型mini-AB插座，从而使 mini-A插头、mini-B插头和mini-AB插座增添了第五个

7、引脚（ID）,以用丁识别不同的电缆端点。mini-A插头中的ID引脚接地，mini-B插头中的ID引脚浮空。当OTG设备检测到接地的ID引脚时，表示默认的是 A设 备（主机），而检测到ID引脚浮空的设备则认为是 B设备（外设）。系统一旦连接后，OTG的角色还可以更换。主机与外设采用新的HNP, A设备作为默认主机并提供 VBUS电源，并在检测到有设备连接时复位总线、枚举并配置 B设备。OTG标准为USB增添的第二个新协议称为对话请求协议 （SRP）。SRP允许B设备请求A设备打开VBUS电源并启动一次对话。一次 OTG对话可通过A 设备提供VBUS电源的时间来确定（注： A设备总是为VBUS供

8、电，即使作为外设）。也可通过A 设备关闭VBUS电源来结束一会话以节省功耗，这在电池供电产品中是非常重要的。例如，在两台 蜂窝电话通过连接互相交换信息时，一台连接在电池的mini-A端,是A设备，默认为主机。另一台是B设备，默认为外设。当在不需要 USB通信时，A设备可以关闭VBUS线，此时B设备就会检测 到该状态并进入低功耗模式。2、OTG功能的构建图3所示电路给出了构建 OTG功能时需要在基础 USB外设上添加的电路，电路中的 通用申行 总线控制器可以是一个微处理器和 USB SIE （申口引擎），也可以是集成的P/USB芯片或与USB收发器相连的ASIC。为总线提供电源的外部设备需要一路

9、3.3V稳压输出供电电压，以便为逻辑电路和连接在D+、D-引脚的1.5K Q上拉电阻提供电源。通过 D+、D-引脚上的上拉电阻可向主机发出 设备已连接的信号，并指示设备的工作速度。电阻上拉至D+表示全速运行，电阻上拉至D-表示低速运行。其它端点（包括 D+和D-的15kQ下拉电阻）用丁检测上拉电阻的状态。由丁 USB设计需 要提供热插拔功能。因此，其 ESD保护电路主要用丁为D+、D-和VBUS引脚提供保护。为了增加OTG的两用功能，必须扩充收发器功能来使 OTG设备既可作为主机使用，也可以作 为外设使用。而要实现上述功能，就需要在图 3所示电路中添加D+和D-端的15kQ下拉电阻并为 VBU

10、S提供供电电源。此外，收发器还需要具备以下三个条件：（1）可切换D+/D-线上的上拉和下拉电阻，以提供外设和主机功能。（2） 作为A设备时，需要具有 VBUS监视和供电电路；作为 B设备初始化SRP时，需要监视 和触发VBUS。（3）具有ID输入引脚。作为两用OTG设备，ASIC、DSP或其它与收发器连接的电路必须具备充当外设和主机的功 能，并应按照HNP协议转换其角色。收发器所需添加的大多数电路用丁VBUS引脚的管理。作为主机，它必须能够提供 5V、输出电流可达8mA的电源。图3中的模拟开关用丁配置收发器的各种功能。ASIC和控制器还必须包含 USB主机逻辑控制功能，包括发送 SOF （帧启

11、动）包、发送配置 u36755输入u36755输出数据包，在USB 1 msec帧内确定传输进程、发送 USB复位信号、提供 USB电源管理等。USB OTG 的工作原理OTG补充规范对USB 2.0的最重要的扩展是其更具节能性的电源管理和允许设备以主机和外设两种形式工作。OTG有两种设备类型：两用OTG设备(Dualrole device)和外设式 OTG设备(Peripheralonly OTG device)。两用OTG设备完全符合USB 2.0规范，同时，他还要提供有限的主机能力和一个MiniAB插座、支持主机流通协议(Host Negotiatio n Protocol, HNP),

12、 并和外设式 OTG 设备一样支持事务请求协议 (Session Request Protocol, SRP)。当作为主机工作时，两用OTG设备可在总线上提供 8 mA的电流，而以往标准主机则需要提供100500mA的电流。2个两用OTG设备连接在一起时可交替以主机和从机的方式工作，这个特点兼容了现有 USB规范主机/外设的结构模型。OTG主机负责初始化数据通信的任务，比如:总线复位、获取USB各种描述符和配置设备。这些配 置完成后,2个OTG设备便可分别以主机和从机方式传输信息,2个设备主从角色交换的过程由主机传输协议(HNP)定义。1主机(Adevice )和从机(Bdevice )的初始

13、功能设备的初始功能是通过定义连接器来实现的。OTG定义了一个叫做 MiniAB的袖珍插孔，他能直接接入MiniA或者MiniB插头，MiniAB (插座)有一个ID引脚上拉至电源端，MiniA插头有一个与地连接好的ID(R<10 Q) , Mini B插头有一个未与地连接的开路ID引脚(R>100 k Q )。当2个OTG设备连接到一起的时候，MiniA插头边的ID引脚会注入一个“ 0”状刨iniB插头边的ID引脚为“1” ID为0的OTG设备默认为主机 (A device ) , ID为1的OTG设备默认为从机 (B device )。图1对上述内容进行了图解 。MiniAB 炳

14、座Mint-AB 输庵7二1：机'广从#1图1 主机和从机的包始化2 对话请求协议 SRP(Session Request Protocol)这个协议允许A device(总是A设备供电，可以是电池供电)在总线未使用时通过切断 Vbus来节省电源消 耗，也为B device启动总线活动提供了一种方法。任何一个A device,包括PC或便携式电脑，都可以响应SRP;任何一个B device,包括一个标准USB外设，都可以启动 SRP ;要求一个双重功能设备既能启动SRP ,又能响应SRP。3 主机流通协议 HNP(Host Negotiation Protocol)HNP是一种用来实现 A device和B device主机/从机转换的协议(实际上