USBOTG的工作原理OTG补充规范对USB的最重要的扩展是其.PDF

1 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 机能力和一个 MiniAB 插座、支持主机流通协议(Host Negotiatio n Protocol, HNP),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 m 的电流,而以往标准主机则需要 提供100～500 m 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 设备便可以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。 下面从5 个方面说明OTG 的工作原理。 1.1 主机（Adevice ）和从机（Bdevice）的初始功能 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Mini 或者MiniB 插口，MiniAB 有一个ID 引脚 上拉至电源端，Mini 插头有一个与 地连接好的 ID （R10 Ω），Mini B 插头有一个与地连接的开路ID 引脚(R100 kΩ) 。当2 个 OTG 设备连接到一起的时候 ，Mini 插头边的ID 引脚会注入一个0状态，MiniB 插头边的 ID 引脚为 1 ，ID 为0 的OTG 设备默认为主机（ Adevice），ID 为1 的OTG 设备默认为从机 （B device）。 1.2 对话请求协议SRP(Session Request Protocol) 这个协议允许Adevice(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Bdevice 启动总线活动提供了一种方法。任何一个Adevice, 包括PC 或便携式电脑，都可以 响应 SRP ；任何一个Bdevice,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 。 在以往的USB 系统运行过程中,主机提供5V 的电源和不低于100m 的总线电流。当OTG 主机(指以主机 方式工作的两用OTG 设备,又称A-device)连接到有线电源时这种方法是适用的,但像手机这样的自供电移动 设备则不能承受如此大的电能浪费。为了节约电源延长电池的使用寿命 ,当总线上没有活动时,OTG 主机将挂 起总线电源VBUS 。SRP 协议可使OTG 从机(指外设式设备或者以外设方式工作的两用设备 ,又称B- device,此处指后者)请求A-device 重新使能VBUS,而后A-device 使用HNP 协议交换两个设备的工作方 式,这两步完成后由新的OTG 主机开始事务传输。B-device 可在前一事务结束2ms 后的任意时间开始 SRP,SRP 的时序波形见图形1 。 B-device 将先后执行数据线脉冲调制(data-line pul-sing)和VBUS 脉冲调制(VBUS pulsing) 。它通过使能 数据线上拉电阻(全速和高速设备为D+,低速设备为D-)5～10ms 实现前者,后者通过驱动VBUS 实现。 VBUS 必须要有足够长的时间对其电容充电 ,这个时间应能保证不大于13μF 的电容充电至2.1V(OTG 设备 的电容是6.5μF 或更小),从而不会对标准主机的96μF 或更高的电容充电至 2.0V 。该限制保证了从B- device 引来的VBUS 电流不会破坏标准主机的端口。 A-device 检测到