USB On-The-Go 工作原理分析和應用研究
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USB 1.1和2.0都是必須依賴于PC的，為了在一定程度擺脫對PC的完全依賴，有一定程度的主機功能，2001年12月推出了OTG 1.0，經(jīng)過6次修改，于2003年6月推出了USB OTG 1.0 a，正式成為一個達到市場實用的規(guī)范［3］。
本文中分析討論了USB 2.0補充規(guī)范OTG的工作原理，并且針對目前數(shù)碼相機伴侶存在的問題，作者提出了自己的解決方案。
1USB OTG的工作原理
OTG補充規(guī)范對USB 2.0的最重要的擴展是其更具節(jié)能性的電源管理和允許設備以主機和外設兩種形式工作。OTG有兩種設備類型:兩用OTG設備(Dualrole device)和外設式OTG設備(Peripheralonly OTG device) 。兩用OTG設備完全符合USB 2.0規(guī)范,同時,他還要提供有限的主機能力和一個MiniAB插座、支持主機流通協(xié)議(Host Negotiatio n Protocol, HNP),并和外設式OTG設備一樣支持事務請求協(xié)議(Session Request Protocol, SRP)。當作為主機工作時,兩用OTG設備可在總線上提供8 mA的電流,而以往標準主機則需要 提供100～500 mA的電流。
2個兩用OTG設備連接在一起時可交替以主機和從機的方式工作,這個特點兼容了現(xiàn)有USB 規(guī)范主機/外設的結(jié)構(gòu)模型。OTG主機負責初始化數(shù)據(jù)通信的任務,比如:總線復位、獲取USB 各種描述符和配置設備。這些配置完成后,2個OTG設備便可以分別以主機和從機方式傳輸信息,2個設備主從角色交換的過程由主機傳輸協(xié)議(HNP)定義。
下面從5個方面說明OTG的工作原理。
1.1主機（Adevice）和從機（Bdevice）的初始功能
設備的初始功能是通過定義連接器來實現(xiàn)的。OTG定義了一個叫做MiniAB的袖珍插孔，他能直接接入MiniA或者MiniB插口，MiniAB有一個ID引腳 上拉至電源端，MiniA插頭有一個與地連接好的ID（R10 Ω），Mini B插頭有一個與地連接的開路ID引腳(R>100 kΩ)。當2個OTG設備連接到一起的時候，MiniA插頭邊的ID引腳會注入一個“0”狀態(tài)，MiniB插頭邊的ID引腳為 “1”，ID為0的OTG設備默認為主機（Adevice），ID為1的OTG設備默認為從機（B device）。圖1對上述內(nèi)容進行了圖解［4］。
OTG補充規(guī)范對USB 2.0的最重要的擴展是其更具節(jié)能性的電源管理和允許設備以主機和外設兩種形式工作。OTG有兩種設備類型:兩用OTG設備(Dualrole device)和外設式OTG設備(Peripheralonly OTG device) 。兩用OTG設備完全符合USB 2.0規(guī)范,同時,他還要提供有限的主機能力和一個MiniAB插座、支持主機流通協(xié)議(Host Negotiatio n Protocol, HNP),并和外設式OTG設備一樣支持事務請求協(xié)議(Session Request Protocol, SRP)。當作為主機工作時,兩用OTG設備可在總線上提供8 mA的電流,而以往標準主機則需要 提供100～500 mA的電流。
2個兩用OTG設備連接在一起時可交替以主機和從機的方式工作,這個特點兼容了現(xiàn)有USB 規(guī)范主機/外設的結(jié)構(gòu)模型。OTG主機負責初始化數(shù)據(jù)通信的任務,比如:總線復位、獲取USB 各種描述符和配置設備。這些配置完成后,2個OTG設備便可以分別以主機和從機方式傳輸信息,2個設備主從角色交換的過程由主機傳輸協(xié)議(HNP)定義。
下面從5個方面說明OTG的工作原理。
1.1主機（Adevice）和從機（Bdevice）的初始功能
設備的初始功能是通過定義連接器來實現(xiàn)的。OTG定義了一個叫做MiniAB的袖珍插孔，他能直接接入MiniA或者MiniB插口，MiniAB有一個ID引腳 上拉至電源端，MiniA插頭有一個與地連接好的ID（R10 Ω），Mini B插頭有一個與地連接的開路ID引腳(R>100 kΩ)。當2個OTG設備連接到一起的時候，MiniA插頭邊的ID引腳會注入一個“0”狀態(tài)，MiniB插頭邊的ID引腳為 “1”，ID為0的OTG設備默認為主機（Adevice），ID為1的OTG設備默認為從機（B device）。圖1對上述內(nèi)容進行了圖解［4］。
1.2對話請求協(xié)議SRP(Session Request Protocol)
這個協(xié)議允許Adevice(可以是電池供電)在總線未使用時通過切斷Vbus來節(jié)省電源消耗，也為Bdevice啟動總線活動提供了一種方法。任何一個Adevice, 包括PC或便攜式電腦，都可以響應SRP；任何一個Bdevice,包括一個標準USB外設， 都可以啟動SRP；要求一個雙重功能設備既能啟動SRP，又能響應SRP。
1.3主機流通協(xié)議HNP(Host Negotiation Protocol)
HNP是一種用來實現(xiàn)Adevice和Bdevice主機/從機轉(zhuǎn)換的協(xié)議（實際上是電纜的反轉(zhuǎn)）。主/從機功能交換的結(jié)果表現(xiàn)在下列過程中：
(1)利用上拉電阻來發(fā)送信號給從機。
(2)Adevice可在Bdevice上設置“HNP Enable”特性。
(3)Bdevice斷開上拉。
(4)ADevice與上拉電阻相連，表明Adevice從屬于從機。
(5)Adevice給Vbus供電。
(6)Bdevice檢測Adevice的上拉。
(7)復位/列舉/使用Adevice。
1.4驅(qū)動程序［5］
與PC主機不同，便攜式設備沒有便捷的方式和足夠的空間裝載新的驅(qū)動程序。因此，OTG 規(guī)范要求每個兩用OTG設備有一個支持的外設式OTG目標設備的列表，列表中包括設備的類型和制造商等信息。
與PC機不同，OTG兩用設備的驅(qū)動程序棧由USB主機棧和USB設備棧構(gòu)成以滿足兩種工作方式的需要。OTG驅(qū)動程序通過連接器的不同或者是否有NHP交換設備的工作方式來決定使用USB主機棧還是USB設備棧。
當OTG兩用設備以主機方式工作時，USB主機棧工作。其中的主機控制器驅(qū)動程序負責USB 主機棧與硬件端點的數(shù)據(jù)交換，USB驅(qū)動程序枚舉并保存設備的信息，目標外設主機類驅(qū)動程序支持目標設備列表里的設備。主機類驅(qū)動程序由芯片制造商提供，同時，OTG提供通用的主機類驅(qū)動程序（可以修改以用于非通用設備）。
當OTG兩用設備以從機方式工作時，USB設備棧工作。其中的設備控制器驅(qū)動程序負責USB 設備棧與硬件端點的數(shù)據(jù)交換，USB協(xié)議層負責處理USB協(xié)議規(guī)范，設備類驅(qū)動程序的功能取決于該兩用設備的功能（如數(shù)碼照相機、存儲設備、打印機等）。
OTG驅(qū)動程序負責處理兩用OTG設備的工作方式轉(zhuǎn)換，同時，他還可以返回其結(jié)果（如設備是否支持HNP）并處理總線錯誤。應用層程序通過OTG驅(qū)動程序開始或者結(jié)束一個傳輸事務， 通過USB主機?；蛟O備棧與硬件層交換數(shù)據(jù)。 上拉電阻相關(guān)文章:上拉電阻原理
這個協(xié)議允許Adevice(可以是電池供電)在總線未使用時通過切斷Vbus來節(jié)省電源消耗，也為Bdevice啟動總線活動提供了一種方法。任何一個Adevice, 包括PC或便攜式電腦，都可以響應SRP；任何一個Bdevice,包括一個標準USB外設， 都可以啟動SRP；要求一個雙重功能設備既能啟動SRP，又能響應SRP。
1.3主機流通協(xié)議HNP(Host Negotiation Protocol)
HNP是一種用來實現(xiàn)Adevice和Bdevice主機/從機轉(zhuǎn)換的協(xié)議（實際上是電纜的反轉(zhuǎn)）。主/從機功能交換的結(jié)果表現(xiàn)在下列過程中：
(1)利用上拉電阻來發(fā)送信號給從機。
(2)Adevice可在Bdevice上設置“HNP Enable”特性。
(3)Bdevice斷開上拉。
(4)ADevice與上拉電阻相連，表明Adevice從屬于從機。
(5)Adevice給Vbus供電。
(6)Bdevice檢測Adevice的上拉。
(7)復位/列舉/使用Adevice。
1.4驅(qū)動程序［5］
與PC主機不同，便攜式設備沒有便捷的方式和足夠的空間裝載新的驅(qū)動程序。因此，OTG 規(guī)范要求每個兩用OTG設備有一個支持的外設式OTG目標設備的列表，列表中包括設備的類型和制造商等信息。
與PC機不同，OTG兩用設備的驅(qū)動程序棧由USB主機棧和USB設備棧構(gòu)成以滿足兩種工作方式的需要。OTG驅(qū)動程序通過連接器的不同或者是否有NHP交換設備的工作方式來決定使用USB主機棧還是USB設備棧。
當OTG兩用設備以主機方式工作時，USB主機棧工作。其中的主機控制器驅(qū)動程序負責USB 主機棧與硬件端點的數(shù)據(jù)交換，USB驅(qū)動程序枚舉并保存設備的信息，目標外設主機類驅(qū)動程序支持目標設備列表里的設備。主機類驅(qū)動程序由芯片制造商提供，同時，OTG提供通用的主機類驅(qū)動程序（可以修改以用于非通用設備）。
當OTG兩用設備以從機方式工作時，USB設備棧工作。其中的設備控制器驅(qū)動程序負責USB 設備棧與硬件端點的數(shù)據(jù)交換，USB協(xié)議層負責處理USB協(xié)議規(guī)范，設備類驅(qū)動程序的功能取決于該兩用設備的功能（如數(shù)碼照相機、存儲設備、打印機等）。
OTG驅(qū)動程序負責處理兩用OTG設備的工作方式轉(zhuǎn)換，同時，他還可以返回其結(jié)果（如設備是否支持HNP）并處理總線錯誤。應用層程序通過OTG驅(qū)動程序開始或者結(jié)束一個傳輸事務， 通過USB主機?；蛟O備棧與硬件層交換數(shù)據(jù)。 上拉電阻相關(guān)文章:上拉電阻原理
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