Something About USB On-The-Go

USB On-The-Go是什么

    USB接口的设备现在是随处可见了，打印机、相机、手机、MP3等几乎目前能想到的消费类电子设备都具有USB接口。USB传输速率快，接口简单、支持热插拔的特性，使其在诸多接口中脱颖而出，大有统一天下之势。但传统的USB协议（USB2.0）限制了在这庞大的设备群中必须有一个HOST作为主子，通常是PC。两个外设之间的数据交换必须通过这个主子中转才能完成，效率较低，不大方便。随着嵌入式设备的爆炸式增长，两个USB设备之间直接进行数据交换的需求越来越强烈，USB On-The-Go就应运而生了。一些手机、PDA和移动设备的厂商在USB2.0的基础上合作开发了USB On-The-Go(OTG)。USB OTG首先解决了USB设备之间点对点的数据交换问题，摆脱了附庸于USB HOST的繁琐。举例来说，有了USB OTG，数码相机可以直接将照片通过打印机打印出来，而不必先将照片拷贝到PC上，再由PC控制打印机打印。

    USB OTG还有以下几个特性：

n         接口更小巧，有效减小了电子产品的体积

n         既能充当HOST又能用做Device，即DRD（Dual-role-devices）

n         OTG设备依然可以连接到PC上用做普通的外设，即POD（Peripheral-Only Device）

n         功耗更低，以延长采用电池供电的USB设备的待机时间

USB OTG接口

    传统的USB设备分为A和B两种。A接口的设备提供电源VBus，用做主子。B接口的设备在通讯过程中作为外设。无论是A接口、B接口还是各自的Mini接口，虽然外形有些差别，但使用的引脚都遵循以下定义：

    1脚：VCC电源

    2脚：D-差分负极

    3脚：D+差分正极

    4脚：GND接地

USB OTG增加了一个ID引脚，它的接口（Mini-AB）定义如下：

1脚：VBus

2脚：D-

3脚：D+

4脚：ID

5脚：GND

USB OTG通过ID信号线来识别是Mini A还是Mini B插头。为了使用方便，不同的接插件颜色不一样：Mini A采用白色，Mini B采用黑色，Mini AB采用灰色。

USB OTG协议简述

USB OTG中引入了两个新的协议， SRP（Session Request Protocol）和HNP（Host Negotiation Protocol），即会话请求协议和主机交流协议。

    SRP用于B设备向A设备请求建立会话和使用总线。OTG系统中的A设备一般采用电池供电，因此，OTG系统电源管理是非常重要的。为了节省OTG系统的功耗，OTG规定A设备在没有总线活动的时候，可以关掉VBus上的电源。这样，当一个B设备连接到A设备上之后，就要初始化SRP，并发送给A设备，请求A设备在VBus上提供电流支持，进而进行通信。OTG中，DRD既可作为A设备，也可作为B设备，因此DRD必须支持初始化SRP和响应SRP，POD只能作B设备，所以只能初始化SRP。B设备有两种方式向A设备发送请求，要求建立SRP：数据线脉冲（Data-Line Pulsing），一种是VBus脉冲（VBus Pulsing）。任何一个A设备只要求能响应一种SRP方式，而B设备必须能初始化两种SRP方式。这样就能保证，当B设备线初始化一种SRP，A设备无法响应时，B设备能用另一种SRP方式。

    HNP用于两个OTG设备互连时角色切换。为了实现HNP，A设备必须首先允许B设备通过OTG最新定义的Set_Feature命令来控制总线。一旦该请求被A设备接受，B设备就可以对总线进行控制。如果A设备想给B设备一个机会来控制总线，它将中止对总线的操作，将总线挂起。接着B设备就将D+拉低来终止以前的连接。接着，A设备激活位于D+处的上拉寄存器，完成这个转换。此后，B设备就将作为主控设备使用，而A设备将作为外围设备使用。同样，B设备也可以通过将总线挂起并激活D+上拉寄存器，A设备探测到总线上的变化后，清除D+上拉寄存器并重新作为主控设备使用。简而言之，两个OTG设备互连时，可以通过HNP协议协商主从地位。

WinCE下USB OTG驱动概述

    USB OTG的软件结构包括3部分：

u       OTG控制器的驱动：包括SRP和HNP

u       OTG的外设驱动：实现标准的USB类，来实现特定的USB外设功能

u       OTG系统HOST驱动：包括HOST驱动、操作系统支持软件和支持外设的类库。