USB On―The-Go在移动领域中的应用

摘要： —(OTG)技术扩展了便携式设备之间的连通性， OTC允许便携式设备作为有限的主机与现有的外设相连，USB OTG也允许便携式设备之间的互连，易于实现中点对点的实时通信。本文对比USB特性，介绍了USB -The—Go的主要性能特点，并对其在中的作了简要介绍。

USB是连接PC与外围设备的首选接口。随着高速USB集线器、数码相机、扫描仪、视频会议摄像机、大容量数字存储设备等具有多媒体技术的新型设备的不断涌现，2000年USB-IF发布了USB2．0规范。该规范可提供480Mbps的高速传输速率，高速USB2．0与全速USB1．1(传输速率12Mbps)和低速USB1．O(传输速率1．5Mbps)完全兼容。无论是USB1．1、USB1．0，还是USB2．0，它们都必须通过PC的USB主控制器，在PC的控制下实现与USB外围设备之间高速、低速的数据交换。作为PC的外围设备，如果系统没有PC，各设备间无法利用USB接口进行数据交换。目前MP3播放器、数码相机、PDA、手机等众多产品都具备USB接口，但它们也只能作为PC外设实现与PC的数据传输，而不能实现它们之间点对点的通信。随着终端的普及，不使用PC，直接在移动终端间进行连接的需求越来越多，USB - (USB OTG)的扩展标准正是为了满足这一需求而提出的。USB-IF公布的最新版本USBOTG就是建立在USB2．0的基础上，用便携式设备作为有限的主机与现有的USB外设相连，以及便携式设备之间的互连，实现它们之间实时、快速的音频数据和视频数据的传输。本文在分析USB OTG性能特点的基础上，简要介绍了USB OTG在移动中的及发展前景。

1 USB OTG的性能特点

1．1 USB OTG的硬件特点

USB操作简单，即插即用，是免费公开的标准。而且Windows OS和许多RTOS都提供USB驱动程序，当今市场上已有许多USB设备，USB可以说是无处不在。在移动领域，手机或PDA等便携式设备，也需要作为Modem连接到PC上进行文件传输，目前许多移动终端生产厂家，都已将USB接口加到新产品上，但它们也只能作为PC外设实现与PC的数据交换。

USB OTG扩展了便携式设备之间的连通性，限定了主机(Host)功能，在传统的USB外设上增加了主机的功能，适应点对点的连接。在硬件方面，它也添加了更小的连接器和电缆，其中包括袖珍的A插头(Mini-A)、袖珍的A插槽(Mini-A)和袖珍的AB插槽(Mini-AB)，这些连接器比通常的USB标准连接器Standard-A和Standard-B小很多，更适于便携式设备。OTG也新增了Mini-A至Standard-B和Mini-A至Mini-B两种连接电缆。

OTG设备目前有两种：两用OTG设备 (Dual-BoleDevice)和外设式OTG设备(Peripheral-Only Device)。外设式OTG设备是传统的USB外设，它只能使用Mini-B插槽，不能使用Mini-AB插槽。而两用OTG设备既可作为主机，也可作为外设。作为主机的两用OTG设备不需要支持所有的USB外设，但当它与PC相连时，就只能作为外设使用。两用OTG设备都有一个Mini-AB插槽，可依照主从设定，通过Mini-A或Mini-B连接器实现点对点的连接。为了易于区分两用设备，通常Mini-A为白色，多为主控接口，插入Mini-A的设备为A-设备(A-Device)；Mini-B为黑色，多为从属接口，插入Mini-B的设备为B-设备(B-Device)；Mini-AB为灰色，多为双重角色接口。

图1为传统的USB与USB OTG的连接对比。在左图中，手机和PDA都作为外设式OTG设备，通过标准Standard-A和Mini-B连接器，实现与PC的数据交换。在右图中，手机和PDA作为两用OTG设备，分别都有一个Mini-AB插槽。手机如作为两用OTG设备，既可以作为A-设备，完成Host的功能，通过Mini-A到Mini-B连接器，实现手机到PDA点对点的实时通信和数据交换；也可以作为B-设备，如标准的USB外设，通过Mini-B到Mini-A连接器，完成与PDA的数据传输。PDA同样也是如此。 图3为OTG双角色设备驱动程序配置。从图3中可以看出，OTG双角色设备驱动程序由USB主设备软件包和USB设备软件包构成。OTG驱动通过连接器中“ID”的不同连接，或通过是否有主设备转换协议确定双角色设备工作方式的转换，确定使用USB主设备软件包还是USB设备软件包。 USB OTG标准的支持者很多。Philips是目前USBOTG产品化进展最快的厂家之一，推出了USB OTG收发器——ISP1301、USB OTG控制器——ISP1362等产品。

USB OTG通过五脚接口和五线电缆传输数据。除了传统的“VBUS”、“D+”、“D-”、“GND”四个针脚外，第五个针脚为“ID”脚，ID脚决定了初始化的主从角色：在Mini-A插头中，ID短路接地，所连设备被初始化为主；在Mini-B插头中，ID悬空，所连设备被初始化为从。在软件控制下，主从角色也可以利用主设备转换协议 (HNP)进行互换。图2为USB OTG主从角色的设定。

主设备可提供低功率输出，最小为8mA的电流到USB电缆，当不传输时可关掉VBUS。在VBUS关闭时，如从属设备需要使用总线，则可请求主设备开启VBUS，为VBUS重新供电。低功耗可支持USB设备在电池供电的情况下正常工作，延长电池寿命，节省能源。