USB HOST與 USB OTG的區別及作業原理

在SmartQ 7上面,同時存在USB HOST與 USB OTG兩個介面,我想問一下,這兩個介面有什么區別么?我怎么認為HOST屬于是多余呢? 麻煩高手解答,感激不盡!!!

轉自USB HOST與 USB OTG的區別及作業原理

零 USB背景知識

USB是一種資料通信方式，也是一種資料總線，而且是最復雜的總線之一，

硬體上，它是用插頭連接，一邊是公頭（plug），一邊是母頭（receptacle），例如，PC上的插座就是母頭，USB設備使用公頭與PC連接，

目前USB硬體介面分三種，普通PC上使用的叫Type；原來諾基亞功能機時代的介面為Mini USB；目前Android手機使用的Micro USB，

Host

USB是由Host端控制整個總線的資料傳輸的，單個USB總線上，只能有一個Host，

OTG

On The Go，這是在USB2.0引入的一種mode，提出了一個新的概念叫主機協商協議（Host Negotiation Protocol），允許兩個設備間商量誰去當Host，

預了解更多USB知識，請參考USB官網以及下面這篇文章：
http://www.crifan.com/files/doc/docbook/usb_basic/release/html/usb_basic.html

USB HOST/DEVICE/OTG概念：

OTG控制器可以做host，也能做device，控制器的角色一般由USB ID電平來決定，完整的USB2.0 OTG 控制器硬體信號如下：

USB_ID:輸入信號,由 USB OTG 協議定義,用于識別 USB 口所接設備的默認角色(host or device)，USB_ID 默認上拉,處于 device 狀況,如果要控制器進入 host 狀態,需外接 mini-A 口或 micro-A 口將 USB_ID 短接到地，

也可以由軟體進行強制切換，通過控制
/sys/bus/platform/drivers/usb20_otg/force_usb_mode
實作，可以有如下三種值：

0. 由硬體即USB ID決定
1. 強制 host模式
2. 強制 device模式

HOST模式和OTG模式區別

OTG和HOST的區別就是HOST支持的設備多一點，但需要有對應的從設備介面連接才能實作資料傳輸，而OTG傳輸方便，不需要別的機器上有從設備的介面就能傳輸，

USB OTG的作業原理

OTG補充規范對USB 2.0的最重要的擴展是其更具節能性的電源管理和允許設備以主機和外設兩種形式作業，OTG有兩種設備型別:兩用OTG設備(Dualrole device)和外設式OTG設備(Peripheralonly OTG device) ，兩用OTG設備完全符合USB 2.0規范,同時,他還要提供有限的主機能力和一個MiniAB插座、支持主機流通協議(Host Negotiatio n Protocol, HNP),并和外設式OTG設備一樣支持事務請求協議(Session Request Protocol, SRP)，當作為主機作業時,兩用OTG設備可在總線上提供8 mA的電流,而以往標準主機則需要 提供100～500 mA的電流，

2個兩用OTG設備連接在一起時可交替以主機和從機的方式作業,這個特點兼容了現有USB 規范主機/外設的結構模型，OTG主機負責初始化資料通信的任務,比如:總線復位、獲取USB 各種描述符和配置設備，這些配置完成后,2個OTG設備便可以分別以主機和從機方式傳輸資訊,2個設備主從角色交換的程序由主機傳輸協議(HNP)定義，

1.1主機（Adevice）和從機（Bdevice）的初始功能

設備的初始功能是通過定義連接器來實作的，OTG定義了一個叫做MiniAB的袖珍插孔，他能直接接入MiniA或者MiniB插口，MiniAB有一個ID引腳 上拉至電源端，MiniA插頭有一個與地連接好的ID（R<10 Ω），Mini B插頭有一個與地連接的開路ID引腳(R>100 kΩ)，當2個OTG設備連接到一起的時候 ，MiniA插頭邊的ID引腳會注入一個“0”狀態，MiniB插頭邊的ID引腳為 “1”，ID為0的OTG設備默認為主機（A device），ID為1的OTG設備默認為從機（B device），圖1對上述內容進行了圖解，

1.2 對話請求協議SRP(Session Request Protocol)

這個協議允許Adevice(可以是電池供電)在總線未使用時通過切斷Vbus來節省電源消耗，也為Bdevice啟動總線活動提供了一種方法，任何一個Adevice, 包括PC或便攜式電腦，都可以回應SRP；任何一個Bdevice,包括一個標準USB外設， 都可以啟動SRP；要求一個雙重功能設備既能啟動SRP，又能回應SRP，

1.3 主機流通協議HNP(Host Negotiation Protocol)

HNP是一種用來實作Adevice和Bdevice主機/從機轉換的協議（實際上是電纜的反轉），主/從機功能交換的結果表現在下列程序中：

(1)利用上拉電阻來發送信號給從機，
　　(2)A device可在B device上設定“HNP Enable”特性，
　　(3)B device斷開上拉，
　　(4)A Device與上拉電阻相連，表明A device從屬于從機，
　　(5)A device給Vbus供電，
　　(6)B device檢測A device的上拉，
　　(7)復位/列舉/使用A device，

1.4 驅動程式

與PC主機不同，便攜式設備沒有便捷的方式和足夠的空間裝載新的驅動程式，因此，OTG 規范要求每個兩用OTG設備有一個支持的外設式OTG目標設備的串列，串列中包括設備的型別和制造商等資訊，

與PC機不同，OTG兩用設備的驅動程式堆疊由USB主機堆疊和USB設備堆疊構成以滿足兩種作業方式的需要，OTG驅動程式通過連接器的不同或者是否有NHP交換設備的作業方式來決定使用USB主機堆疊還是USB設備堆疊，

當OTG兩用設備以主機方式作業時，USB主機堆疊作業，其中的主機控制器驅動程式負責USB 主機堆疊與硬體端點的資料交換，USB驅動程式列舉并保存設備的資訊，目標外設主機類驅動程式支持目標設備串列里的設備，主機類驅動程式由芯片制造商提供，同時，OTG提供通用的主機類驅動程式（可以修改以用于非通用設備），

當OTG兩用設備以從機方式作業時，USB設備堆疊作業，其中的設備控制器驅動程式負責USB 設備堆疊與硬體端點的資料交換，USB協議層負責處理USB協議規范，設備類驅動程式的功能取決于該兩用設備的功能（如數碼照相機、存盤設備、列印機等），
　　

OTG驅動程式負責處理兩用OTG設備的作業方式轉換，同時，他還可以回傳其結果（如設備是否支持HNP）并處理總線錯誤，應用層程式通過OTG驅動程式開始或者結束一個傳輸事務， 通過USB主機堆疊或設備堆疊與硬體層交換資料，

1.5 資料流模型

OTG主機和設備被劃分為功能層、USB設備層和USB介面層3個不同層次，如圖2所示，

USB介面層為OTG主機和OTG設備提供物理連接，USB系統軟體使用主機控制器來管理主機與 USB設備的資料傳輸，USB系統軟體相對于主機控制器而言，處理的是以客戶角度觀察的資料傳輸及客戶與設備的互動，USB設備層為USB主機系統軟體提供一個可用的邏輯設備，主機通過與之功能匹配的客戶軟體實作其各種功能，
　　

OTG設備與以往的USB設備一樣有兩種通道：資料流通道和訊息通道，資料流通道沒有定義好的結果，而訊息通道則有固定的結構，但是，每個通道都有一定的帶寬、傳輸型別、傳輸方向和緩沖區大小，自供電設備配置一個默認的控制通道，由他提供該設備的配置和狀態等資訊，

一問一答：

1. 什么是USB OTG?

USB OTG是USB 2.0的補充規范

2. USB OTG針對USB 2.0的最重要擴展是什么？
更具節能性的電源管理和允許設備以主機和外設兩種形式作業，
3. USB2.0中定義三種型別：

HOST（主機），Device(設備)， HUB

OTG新增兩種設備： Dual-role device（兩用設備），Perip-heral-only OTG device（OTG外設）

4. USB 2.0中定義了三種連接器對(插頭和插座)：

Standard-A（主機），Standard-B（外設），Mini-B（較小的外設）

OTG新增插頭： Mini-A

OTG新增插座： Mini-A和Mini-AB（同時支持Mini-A或Mini-B的插頭）

其中插頭和插座內部的塑料顏色：Mini-A為白色，Mini-B為黑色，Mini-AB為灰色

5. USB 2.0中定義了兩種電纜：

Standard-A至Standard-B, Standard-A至Mini-B
OTG增加的兩種電纜：Mini-A至Standard-B， Mini-A至Mini-B
6. OTG的Dual-role device（兩用設備）必須具備：

1. 有限的主機能力

2. 可作為全速的外設（可選的高速方式）

3. 可作為全速的主機（可選的低速或高速方式）

4. OTG目標設備的串列及驅動程式

5）支持SRP，HNP

6）一個Mini-AB插座

7）VBUS上不小于8mA的電流輸出

8）與用戶通訊的方式

7. Perip-heral-only OTG device（OTG外設）:

• 是普通的USB外設

• 支持SRP

• 一個Mini-B插座（不能使用Mini-AB）

8. Android usb如何實作既可以發現accessory設備，同時也可以發下host設備

做usb通信，首先要先弄清楚哪邊是HOST那邊是SLAVE
比如你的android手機做host，要獲得slave，用UsbDevice表示slave
要是你的android手機做slave，要獲得host，用UsbAccessory表示host

標籤：嵌入式

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