OTG技术

阳光穿透心脏的1/2处 2022-08-26 04:58 192阅读 0赞

OTG是On-The-Go的缩写，是近年发展起来的技术，2001年12月18日由USB Implementers Forum公布，主要应用于各种不同的设备或移动 [设备间][Link 1]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][Link 1]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。

## 目录 ##

1[简介][Link 2]

▪  [释义][Link 3]

▪  [作用][Link 4]

2[原理][Link 5]

▪  [设计原理][Link 6]

▪  [相关原理][Link 7]

3[通信协议][Link 8]

▪  [主机协商协议][Link 9]

▪  [会话请求协议][Link 10]

▪  [OTG功能的构建][OTG]

▪  [USB OTG方案][USB OTG]

▪  [线功能的使用][Link 11]

4[发展由来][Link 12]

▪  [由来][Link 13]

▪  [发展][Link 14]

5[相关词语][Link 15]

## 1简介[编辑][Link 16] ##

### 释义 ###

[![37d3d539b6003af37c9ffff8352ac65c1038b604.jpg][]][37d3d539b6003af37c9ffff8352ac65c1038b604.jpg 1]

OTG On-The-Go

USB技术的发展，使得PC和周边设备能够通方式、适度的制造成本将各种 [数据传输速度][Link 17]的设备连接在一起。上述我们的应用，都是通过 [USB][]连接到 [PC][]，并在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，因为没有一个从设备能够充当PC一样的Host。

### 作用 ###

[![OTG遥控精灵][OTG 1]][OTG_OTG 1]

OTG遥控精灵

[OTG技术][OTG 2]就是实现在没有 [Host][]的情况下，实现从设备间的 [数据传送][Link 18]。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][USB 1]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 \[1\] 。通过OTG技术，可以给智能终端扩展USB接口配件以丰富智能终端的功能，比如扩展遥控器配件，把手机、平板变成万能遥控器使用。 \[2\]

## 2原理[编辑][Link 16] ##

### 设计原理 ###

随着PDA、移动电话、数码相机、打印机等消费类产品的普及，用于这些设备与电脑，或设备与设备之间的高速数据传输技术越来越受到人们的关注， IEEE1394和USB是用于此类传输的两个主要标准。这两个标准都提供即插即用和热插拔功能，都可以向外提供电源，也都支持多个设备的连接。其中 IEE1394支持较高的 [数据传输速度][Link 17]，但相对比较复杂、价格较高，主要用于需要高速通信的AV产品；而最初的USB标准主要面向低速数据传输的应用，其中 [USB1.1][]支持1.5Mbps和12Mbps的传输速率，被广泛用于传输速率要求不高的PC机外设，如：键盘、鼠标等。USB2.0标准的推出使 USB的传输速度达到480Mbps。而USB OTG技术的推出则可实现没有主机时设备与设备之间的数据传输。例如：数码相机可以直接与打印机连接并打印照片，从而拓展了USB技术的应用范围。

### 相关原理 ###

大家都知道自从1996年USB传输协议的诞生，并以其优势很快的风靡了所有 [计算机][Link 19]外设以及数码设备，大家都知道USB设备分为HOST（主设备）和SLAVE（从设备），只有当一台HOST与一台SLAVE连接时才能实现数据的传输，OTG设备就是我们的“EX”既能充当HOST，亦能充当SLAVE。

## 3通信协议[编辑][Link 16] ##

USB OTG标准在完全兼容USB2.0标准的基础上，增添了 [电源管理][Link 20]（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1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引脚浮着的设备则认为是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][Link 21]、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电源来结束一次会话以节省功耗，这在电池供电产品中是非常重要的。例如，在两台 [蜂窝电话][Link 22]通过连接互相交换信息时，一台连接在费电的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功低耗模式。

### 主机协商协议 ###

\[1\] 在USB标准中，主机采用A型接口，称为A类设备(A-Device)；外设采用B型接口，称为B类设备(B-Device)。1个DRD既可以作为主机,也可以作为外设。那么，当2个DRD互连时，哪个设备作为主机，为什么要作为主机?为了

[![协议][8b82b9014a90f603e0c1db973912b31bb151ede9.jpg]][8b82b9014a90f603e0c1db973912b31bb151ede9.jpg 1]

协议

解决这两个问题，在OTG中提出了新的协议——主机协商协议(HNP)。在OTG中还定义了一种新的接口——微型AB插座(mini-AB receptacle)以及微型A插头(mi-ni-A plug)和微型B插头(mini-B plug)。在微型AB插座、微型A插头和微型B插头中增加了1个引脚——ID引脚，如图l所示。 **主机协商协议(HNP)**

在微型A插头中，ID引脚接地，在微型B插头中，ID引脚悬空。在OTG中，如果设备的ID引脚接地(即mini-A插头连接的设备，如图l右侧的设备)，则此设备默认为主机，否则为外设。同时，在设备连接使用过程中，通过主机协商协议，允许主机和外设功能互换。例如，假设图1左边的B-Device为1个手持PDA，右边的A-Device为1个打印机。由于连接线的关系，打印机初始化为主机。但是打印机的驱动程序存在PDA中，这时需要PDA作为主机，打印机作为外设。通过HNP可以方便实现此功能，而不必拔下连接线调换插头方向，重新连接打印机和PDA。

### 会话请求协议 ###

OTG收发器一般用在嵌入式设备中，这类设备普遍采用电池供电，对功耗要求很严。为了节省电源，在OTG标准中，当电源总线没有使用时，允许A类设备挂起电源总线。当1个B类设备要工作时，它必须通过某种方法通知A类设备向电源总线供电。为了实现这一功能，在OTG中提出了 **会话请求协议(SRP)**。在OTG中，1个会话定义为A类设备向电源总线VBUS有效供电的时间。需要注意的是，在OTG中电源一直都是由A类设备(连接mini-Aplug的DRD)提供的。由于主机协商协议，A类设备也可能作为外设使用，此时，电源也必须由A类设备提供。当A类设备挂起VBUS后，B类设备进入休眠状态。当B类设备需要再次工作时，它可以通过向数据线发送1个脉冲信号(Data-linePulsing)或向电源总线发送一个脉冲信号(VBUSPulsing)来请求A类设备向电源总线供电。OTG要求无论是DRD设备还是普通的B类设备，都必须具有发送会话请求的功能；同时，普通的A类设备或者DRD设备都必须能够响应1个会话请求。

### 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][Link 23]控制器可以是一个微处理器和USB SIE（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][Link 21]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1500Ω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][Link 24]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][Link 24]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][Link 25]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USB 1 msec帧内确定传输进程、发送USB [复位信号][Link 26]、提供USB [电源管理][Link 20]等。

### USB OTG方案 ###

MAX3301E是Maxim公司研制的一款USB OTG收发器，该器件集成有电荷泵，可将PDA、 [蜂窝电话][Link 22]和数码相机等移动设备与USB外设直接连接而无需PC机的参与。采用MAX3301E和一个嵌入式USB主机，就可直接将诸如打印机或外部 [硬盘驱动器][Link 27]这样的外设连接。MAX3301E内部包括USB OTG收发器、UBUS电荷泵、线性稳压器和I2C 2线 [串行接口][Link 28]。内部 [电平转换器][Link 29]使MAX3301E能够与采用+1.65至+3.6V逻辑电源电压的器件连接。MAX3301E中的电荷泵工作在+3V至+ 4.5V输入电源下，可产生符合OTG要求的VBUS输出，且输出电流大于8mA。该器件可利用内部 [比较器][Link 30]控制并测量VBUS，同时支持USB OTG SRP和HNP。

### 线功能的使用 ###

\[3\] OTG的使用非常简单,具体跟设备有点关系，但都大同小异，操作步骤如下图：

[![OTG线接到手机][OTG 3]][OTG_OTG 3]

OTG线接到手机

[![cc11728b4710b9129c4db703c3fdfc03934522ba.jpg][]][cc11728b4710b9129c4db703c3fdfc03934522ba.jpg 1]

## 4发展由来[编辑][Link 16] ##

### 由来 ###

自1996 年USB1.0规范以后，USB-IF(Universal Serial Bus Implementers Forums)又陆续公布了USB2.0和 USB OTG等几个规范，其中USB2.0的传输带宽达到480Mbps，而USB OTG更使USB装置摆脱了原来主从架构的限制，实现了端对端的传输模式，随着USB规范的不断完善，USB的应用领域也得到了拓展。USB诞生的初衷是简化电脑和其外设的连接，最早是用在键盘和鼠标上，而现在，USB的应用已经从PC外设跨越到了 [消费电子产品][Link 31]和通信电子产品领域，最显著的应用是在数码相机等消费电子产品上。目前，USB低功耗、便于连接和高速传输的特性已经使它成为一个可方便应用的架构，它与其他技术结合便诞生出新的应用。如在移动存储领域，USB与闪存结合，创造性催生了目前广为流行的移动存储设备-U盘。

### 发展 ###

“In-stat/MDR于今年2月的统计资料也显示，未来几年USB2.0 OTG接口的周边设备将从2002年的11万台增长至2007年的1.68亿台，增长1527倍。可以看出，随着外围设备的多样化与高速传输的需求，  [USB 2.0][] OTG的后续发展态势十分乐观。” 从业界应用来看，目前 [高通公司][Link 32](Qualcomm Inc.)已经宣布将在其最新的3G手机基带套片中采用该USB OTG。索尼电子(Sony Electronics)也宣布会选用飞利浦的USB OTG芯片为其最新的便携式设备提供USB OTG连接性。索尼CLIE是业内第一个具备USB OTG功能的便携式产品，可以与其它USB设备实现点对点通讯。可以预见，USB OTG会成为未来电子产品的基本配置功能。

## 5相关词语[编辑][Link 16] ##

[![usb hosts连接线][usb hosts]][usb hosts_usb hosts]

usb hosts连接线

PC—— [个人计算机][Link 33](Personal Computer的缩写)个人电脑，或个人 [计算机][Link 19]

[Link 1]: http://baike.baidu.com/view/497412.htm
[PDA]: http://baike.baidu.com/view/1519.htm
[Link 2]: http://baike.baidu.com/link?url=uriOlw2zdIvqEeqzkoR9EM09-pAToH0eyx7gnfhf5B_FX9cQ2czv8f15-3-zSLFX#1
[Link 3]: http://baike.baidu.com/link?url=uriOlw2zdIvqEeqzkoR9EM09-pAToH0eyx7gnfhf5B_FX9cQ2czv8f15-3-zSLFX#1_1
[Link 4]: http://baike.baidu.com/link?url=uriOlw2zdIvqEeqzkoR9EM09-pAToH0eyx7gnfhf5B_FX9cQ2czv8f15-3-zSLFX#1_2
[Link 5]: http://baike.baidu.com/link?url=uriOlw2zdIvqEeqzkoR9EM09-pAToH0eyx7gnfhf5B_FX9cQ2czv8f15-3-zSLFX#2
[Link 6]: http://baike.baidu.com/link?url=uriOlw2zdIvqEeqzkoR9EM09-pAToH0eyx7gnfhf5B_FX9cQ2czv8f15-3-zSLFX#2_1
[Link 7]: http://baike.baidu.com/link?url=uriOlw2zdIvqEeqzkoR9EM09-pAToH0eyx7gnfhf5B_FX9cQ2czv8f15-3-zSLFX#2_2
[Link 8]: http://baike.baidu.com/link?url=uriOlw2zdIvqEeqzkoR9EM09-pAToH0eyx7gnfhf5B_FX9cQ2czv8f15-3-zSLFX#3
[Link 9]: http://baike.baidu.com/link?url=uriOlw2zdIvqEeqzkoR9EM09-pAToH0eyx7gnfhf5B_FX9cQ2czv8f15-3-zSLFX#3_1
[Link 10]: http://baike.baidu.com/link?url=uriOlw2zdIvqEeqzkoR9EM09-pAToH0eyx7gnfhf5B_FX9cQ2czv8f15-3-zSLFX#3_2
[OTG]: http://baike.baidu.com/link?url=uriOlw2zdIvqEeqzkoR9EM09-pAToH0eyx7gnfhf5B_FX9cQ2czv8f15-3-zSLFX#3_3
[USB OTG]: http://baike.baidu.com/link?url=uriOlw2zdIvqEeqzkoR9EM09-pAToH0eyx7gnfhf5B_FX9cQ2czv8f15-3-zSLFX#3_4
[Link 11]: http://baike.baidu.com/link?url=uriOlw2zdIvqEeqzkoR9EM09-pAToH0eyx7gnfhf5B_FX9cQ2czv8f15-3-zSLFX#3_5
[Link 12]: http://baike.baidu.com/link?url=uriOlw2zdIvqEeqzkoR9EM09-pAToH0eyx7gnfhf5B_FX9cQ2czv8f15-3-zSLFX#4
[Link 13]: http://baike.baidu.com/link?url=uriOlw2zdIvqEeqzkoR9EM09-pAToH0eyx7gnfhf5B_FX9cQ2czv8f15-3-zSLFX#4_1
[Link 14]: http://baike.baidu.com/link?url=uriOlw2zdIvqEeqzkoR9EM09-pAToH0eyx7gnfhf5B_FX9cQ2czv8f15-3-zSLFX#4_2
[Link 15]: http://baike.baidu.com/link?url=uriOlw2zdIvqEeqzkoR9EM09-pAToH0eyx7gnfhf5B_FX9cQ2czv8f15-3-zSLFX#5
[Link 16]: http://baike.baidu.com/link?url=uriOlw2zdIvqEeqzkoR9EM09-pAToH0eyx7gnfhf5B_FX9cQ2czv8f15-3-zSLFX#
[37d3d539b6003af37c9ffff8352ac65c1038b604.jpg]: /images/20220824/23b524e956ac4e43aa9b50a3975db466.png
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[Link 17]: http://baike.baidu.com/view/2827566.htm
[USB]: http://baike.baidu.com/view/854.htm
[PC]: http://baike.baidu.com/subview/13621/4882082.htm
[OTG 1]: http://b.hiphotos.baidu.com/baike/s%3D250/sign=c9793a0f8718367aa98978d81e738b68/4e4a20a4462309f7e97a5a34730e0cf3d7cad6fb.jpg
[OTG_OTG 1]: /images/20220824/788e2413f7754a8992e1a879334ccd1c.png
[OTG 2]: http://baike.baidu.com/view/724148.htm
[Host]: http://baike.baidu.com/view/207706.htm
[Link 18]: http://baike.baidu.com/view/5593592.htm
[USB 1]: http://baike.baidu.com/view/26083.htm
[USB1.1]: http://baike.baidu.com/view/147754.htm
[Link 19]: http://baike.baidu.com/view/3314.htm
[Link 20]: http://baike.baidu.com/view/65704.htm
[Link 21]: http://baike.baidu.com/view/1389.htm
[Link 22]: http://baike.baidu.com/view/800226.htm
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[Link 23]: http://baike.baidu.com/view/474321.htm
[Link 24]: http://baike.baidu.com/view/23880.htm
[Link 25]: http://baike.baidu.com/view/641241.htm
[Link 26]: http://baike.baidu.com/view/4507848.htm
[Link 27]: http://baike.baidu.com/view/7706.htm
[Link 28]: http://baike.baidu.com/view/161117.htm
[Link 29]: http://baike.baidu.com/view/4366532.htm
[Link 30]: http://baike.baidu.com/view/421754.htm
[OTG 3]: http://h.hiphotos.baidu.com/baike/s%3D220/sign=235b4560cbef7609380b9e9d1edca301/48540923dd54564ebdf7a5c4b3de9c82d0584fb8.jpg
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[Link 31]: http://baike.baidu.com/view/3300539.htm
[USB 2.0]: http://baike.baidu.com/view/36564.htm
[Link 32]: http://baike.baidu.com/view/110797.htm
[usb hosts]: http://g.hiphotos.baidu.com/baike/s%3D220/sign=fb570bc543166d223c77129676220945/b3119313b07eca80cb94b5e9912397dda144832f.jpg
[usb hosts_usb hosts]: /images/20220824/25b88592d30c4f08abf8463b281170d1.png
[Link 33]: http://baike.baidu.com/view/920814.htm