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USBOTGUSBOTG是USBOn-The-Go的缩写，是近年发展起来的技术，2001年12月18日由USBImplementersForum公布，主要应用于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、打印机等设备间多种不同制式连接器，多达7种制式的存储卡间数据交换的不便。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，各设备间无法利用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。例如数码相机直接连接到打印机上，通过OTG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。OTG设计原理1、通信协议USBOTG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插座增添了第五个引脚（ID），以用于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，电路中的通用串行总线控制器可以是一个微处理器和USBSIE（串口引擎），也可以是集成的μP/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1.5KΩ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15kΩ下拉电阻）用于检测上拉电阻的状态。由于USB设计需要提供热插拔功能。因此，其ESD保护电路主要用于为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15kΩ下拉电阻并为VBUS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于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中的模拟开关用于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（帧启动）包、发送配置\u36755输入\u36755输出数据包，在USB1msec帧内确定传输进程、发送USB复位信号、提供USB电源管理等。USBOTG的工作原理OTG补充规范对USB2.0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(Dualroledevice)和外设式OTG设备(PeripheralonlyOTGdevice)。两用OTG设备完全符合USB2.0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(HostNegotiationProtocol,HNP),并和外设式OTG设备一样支持事务请求协议(SessionRequestProtocol,SRP)。当作为主机工作时,两用OTG设备可在总线上提供8mA的电流,而以往标准主机则需要提供100～500mA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（R10Ω），MiniB插头有一个未与地连接的开路ID引脚(R100kΩ)。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（Bdevice）。图1对上述内容进行了图解［4］。2对话请求协议SRP(SessionRequestProtocol)这个协议允许Adevice(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。3主机流通协议HNP(HostNegotiationProtocol)HNP是一种用来实现Adevice和Bdevice主机/从机转换的协议（实际上是电缆的反转）。主/从机功能交换的结果表现在下列过程中：(1)利用上拉电阻来发送信号给从机。(2)Adevice可在Bdevice上设置“HNPEnable”特性。(3)Bdevice断开上拉。(4)Adevice与上拉电阻相连，表明Adevice从属于从机。(5)Adevice给Vbus供电。(6)Bdevice检测Adevice的上拉。(7)复位/列举/使用Adevice。