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什么是usb host usb otg 是什么


什么是 usb host?usb otg 是什么?
什么是 usb host? USB 是英文 Universal Serial Bus 的缩写,中文含义是“通用串行总线”。它不是一种新的总线标 准,而是应用在 PC 领域的接口技术。USB 是在 1994 年底由英特尔、康柏、IBM、Microsoft 等多家公司联 合提出的。不过直到近期,它才得到广泛地应用。从 19

94 年 11 月 11 日发表了 USB V0.7 版本以后,USB 版本经历了多年的发展,到现在已经发展为 2.0 版本,成为目前电脑中的标准扩展接口。目前主板中主要 是采用 USB1.1 和 USB2.0,各 USB 版本间能很好的兼容。USB 用一个 4 针插头作为标准插头,采用菊花链形 式可以把所有的外设连接起来,最多可以连接 127 个外部设备,并且不会损失带宽。USB 需要主机硬件、 操作系统和外设三个方面的支持才能工作。目前的主板一般都采用支持 USB 功能的控制芯片组,主板上也 安装有 USB 接口插座,而且除了背板的插座之外,主板上还预留有 USB 插针,可以通过连线接到机箱前面 作为前置 USB 接口以方便使用(注意,在接线时要仔细阅读主板说明书并按图连接,千万不可接错而使设 备损坏) 而且 USB 接口还可以通过专门的 USB 连机线实现双机互连, 。 并可以通过 Hub 扩展出更多的接口。 USB 具有传输速度快(USB1.1 是 12Mbps,USB2.0 是 480Mbps),使用方便,支持热插拔,连接灵活,独立 供电等优点,可以连接鼠标、键盘、打印机、扫描仪、摄像头、闪存盘、MP3 机、手机、数码相机、移动 硬盘、外置光软驱、USB 网卡、ADSL Modem、Cable Modem 等,几乎所有的外部设备。 USB 设备分为 HOST(主设备)和 SLAVE(从设备),只有当一台 HOST 于一台 SLAVE 连接时才能实现 数据的传输,OTG 设备就是是我们的“EX”既能充当 HOST,亦能充当 SLAVE。 usb otg 是什么? 自 1996 年 USB1.0 规范以后,USB-IF(Universal Serial Bus Implementers Forums)又陆续公布了 USB1.0 、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, 低功耗、 USB 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, 与闪存结合, USB 创造性催生了目前广为流行的移动存储设备-U 盘。 USB OTG 是 USB 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、摄象机、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,连接两台设备见的 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。 “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, 2.0 USB 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(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。 主机通信协议与对话请求协议 USB OTG 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 引脚浮这的设备则认为是 B 设备(外 设) 系统一旦连接后, 的角色还可以更换。 。 OTG 主机与外设采用新的 HNP, 设备作为默认主机半提供 VBUS A 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,在两台蜂窝电话通过连 接互相交换信息时, 一台连接在电费的 mini-A 端, A 设备, 是 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。 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 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 1500 Ω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 USB 1 msec 帧内确定传输进程、发送 USB 复位信号、提供 USB 电源管理等。

Maxim 要提供的 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。内部电平转换器使 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控制并测量 VBUS,同时支持 USB OTG SRP 和 HNP。

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