USBOTG设计 随着PDA、移动、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USBOTG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技术的应用范围图1是USB技术的典型应用示意图 1主机通信协议与对话请求协议 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miniAB插座从而使miniA插头、miniB插头和miniAB插座增添了第五个引脚(ID)以用于识别不同的电缆端点miniA插头中的ID引脚接地miniB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引脚浮这的设备则认为是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HNPA设备作为默认主机半提供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电源来结束一闪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通过连接互相交换信息时一台连接在电费的miniA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 2OTG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 [1][2] 。