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高速USB OTG-便携设备互连解决方案

2021-12-16 09:08分类:电子元器件 阅读:

 

  电子设备在挑戰规格、容积、响应速度与便捷性的与此同时,也挑战着研发人员的设计方案工作能力。以往USB接口的单边传输技术已难以满足如今携带式电子设备所须要的强悍作用,销售市场必须的是让便携式机器设备立即互联的双重接口方式。USB OTG的产生解决了这一难题。

  便携式机器设备怎样互相沟通交流

  伴随着便携式机器设备的基本功能和数据信息容积的提高,使用人也開始期待其能与别的携带式和非便携式机器设备共享资源信息内容,可是手机型机器设备的信息键入及表明比较不容易。由于体型小,便携式机器设备一般沒有好用的插口,只有一个小显示屏和不足的功能键。

  便携式机器设备具有的另一个现象是“必须传送的信息量”。以一台数码照相机为例子,其存储量可达到百余兆。除此之外,传输数据的方法也是有许多 ,移动用户很有可能会想将手机连接到PC,免费下载原来存储的信息内容;有时候必须和别的手机联机,传输联系电话;或是必须和数码照相机联网,提交所拍攝的相片;自然有时候还需要接入到PDA并应用其wifi网络作用。

  无可奈何手机上等便携式机器设备容积过小,沒有室内空间为各种各样联机种类给予专享的连接头,并且便携式机器设备的市扬对成本费非常比较敏感,要想给予这么多的连接头,会造成 成本费过高。正因如此,大家必须一种划算、普及化、应用非常容易、传输速度高的联网方法,使各种各样不一样的电子产品可以彼此之间通讯并传送数据。

  

  图1 规范的USB联接构架

  规范的USB联机必须一个主端(host),这一主端一般是PC。假如想把存储在某一外部设备的传输数据到另一个外部设备,唯一的办法是根据主端来中介公司传送,如图所示1所显示。比如,要想将相机的相片打印出去,务必先将图片上传到主端,再从主端传输到复印机。为何没有便携式机器设备里添加主端作用呢?

  USB是一种主从关系构架的通讯协议,原来是给一个主端配搭好几个外部设备的运用方法制定的,因而USB联机的操纵管理方法,大多数是仰赖主端。假如要将全套USB规格型号的主端管控逻辑性所有创设在一个便携式机器设备中,针对主要作用简单的便携式机器设备来讲,会产生较大的压力。并且USB同轴电缆具备专一性,插进主端连接头和插进外部设备的连接头并不相同。

  以便携式机器设备来讲,有时务必出任主端人物角色,比如,数码照相机传输相片给复印机;而有时则务必出任外部设备的人物角色,比如,数码照相机将图片上传至PC,如图所示2所显示。尽管USB的专用型连接头容积并不大,但假如要创设于精巧的便携式机器设备当中,很有可能或是过度巨大。USB构架评定主端具有足够的开关电源,能为联网的外部设备给予电力工程,有一些机器设备乃至所有的电力工程全是来源于USB系统总线的。那样的供电系统构架,针对一些电力工程比较有限的中小型便携式机器设备来讲,会导致难以忍受的压力。USB OTG填补规格型号中最重要的转变便是扩大了原本的USB协议书,给予更严格的电池管理作用,并容许电子产品出任主端人物角色或外场人物角色。

  

  图2 USB OTG的联接构架

  双向人物角色机器设备

  “双向人物角色机器设备(Dual-Role Device)”既可出任主端人物角色、也可以出任外场的电子产品人物角色。除开要合乎USB 2.0规范的任何规定以外,“双向人物角色机器设备”还需要给予比较有限的主端作用,并适用“事务管理要求协议书(SRP)”及其“主端商议协议书(HNP)”,并且应具有单一Mini-AB扩展槽。除此之外,这类机器设备务必能传送信息内容给使用人。当“双向人物角色机器设备”处在主端方式运行时,VBUS只必须供货8mA的电流量,这一规格型号不同于规范USB主端100mA或500mA规定。

  主端商议协议书

  当“双向人物角色机器设备”联接了一个Mini-A或Mini-B电源插头时,它对应的便以OTG服务器或外接设备的默认设置 方法工作中。A机器设备为默认设置 主端,因此由它给予VBUS开关电源,且在检验到有机器设备连接时校准系统总线、例举并配备B机器设备。

  A机器设备在进行对B机器设备的应用后,能够根据查看B机器设备的OTG特性ioctl来辨别是不是适用HNP(即是不是为“双向人物角色机器设备”)。如适用HNP,B机器设备将回到合理的OTG特性ioctl,A机器设备则造成一个Set_feature指令(即HNP_Enable)来通告B机器设备还可以在系统总线挂起来的情况下以主端方法工作中,接着A机器设备挂起来系统总线。

  B机器设备根据上拉电阻(飞速时)或是下拉电阻(快速时)降低D (手机充电线上拉电阻)以表联接断掉。接着,做为对B机器设备断掉的回应,A机器设备也就能它的手机充电线并逐渐以从端方法工作中。进行这种变换后,B机器设备和A机器设备便分别以服务器人物角色和外接设备人物角色应用系统总线。假如该B机器设备归属于“双向人物角色机器设备”且A机器设备不会再应用它了,A机器设备便再发Set_feature指令并挂起来系统总线。若B机器设备申请办理角色转换时错误,A机器设备则拉低VBUS以完毕该事务管理。当B机器设备一切正常完毕传送事务时便挂起来VBUS也就能其上拉电阻,再次以从端方法运作。A设备检测到系统总线挂起来后,传出一个联接断掉数据信号并再次以服务器方法工作中。

  事务管理要求协议书

  在过去的USB系统软件运作操作过程中,服务器给予5V的开关电源和不少于100mA的系统总线电流量。当OTG服务器(意指服务器方法工作中的双用OTG机器设备,又被称为A机器设备)联接到有线电视开关电源时这类办法是可用的,但像手机上那样的自供电系统移动设备则无法承担这么大的电力消耗。为了更好地节省开关电源增加电瓶的使用期限,当系统总线上沒有主题活动时,OTG服务器将挂起来系统总线开关电源VBUS。SRP可让OTG从端(指外接设备式机器设备或是之外设方法工作中的“双向人物角色机器设备”,又被称为B机器设备)要求机器设备再次也就能VBUS,然后A机器设备应用HNP互换2个设施的工作方式,这二步进行后由新的OTG服务器逐渐事务管理传送。B机器设备可在前一事务管理完毕2ms后的随意時间逐渐SRP。

  B机器设备将依次实行手机充电线脉冲调制和VBUS脉冲调制,各自根据也就能手机充电线上拉电阻(飞速和快速机器设备为D ,低速档机器设备为D-)5~10ms和推动VBUS完成。VBUS务必要有充足长的时间段对其电容器电池充电,这一時间应能确保不超13μF的电容器电池充电至2.1V(OTG机器设备的电阻是6.5μF或更小),进而不易对规范服务器的96μF或较大的电容器电池充电至2.0V。该限定确保了从B机器设备招来的VBUS电流量不容易毁坏规范服务器的端口号。

  A设备检测到手机充电线脉冲调制或是VBUS脉冲调制后,最先校准系统总线,随后推送Set_feature指令而先不开展专用设备的枚举类型,这时B机器设备尚处于默认设置 的从端情况。假如Set_feature指令取得成功实行,表明B机器设备为双用OTG机器设备,A机器设备(应用HNP协议书)挂起来VBUS提前准备让B机器设备互换为服务器方法对接系统总线。假如Set_feature指令实行不成功,表明B机器设备为外接设备式OTG机器设备,因此A机器设备也就能VBUS准备开始一个传送事务管理(这时,A机器设备仅仅被唤起,并没有更改工作方式)。当A机器设备觉得系统总线上沒有传送必须时,挂起来VBUS以完毕该事务管理。这类A机器设备自动识别B机器设备能否适用HNP的特点称之为“No Silent Failure”。

  USB得到完成的在其中一项窍门取决于健全的验证测试代码。这道系统能检测仪器是不是符合要求且能不能与别的USB机器设备一同运行,只有根据验证检测的设施才可以贴上USB的认同标识。现阶段,验证检测有这两种方式,可根据USB Compliance Workshop(Plugfests)或部分的检测试验室完成检测。之上这两种方法都能将根据检验的机器设备纳入符合要求USB机器设备的融合生产商名册中。

  

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