USB OTG

想了解USB OTG的工作原理，需要知道三个协议： 

ADP：Attach Detection Protocol 

HNP：Host Negotiation Protocol 

SRP：Session Request Protocol

2.1 ADP

USB主从设备或USB OTG设备，如何知道USB总线上有没有挂接其它USB设备呢？USB设备会周期性地检测USB端口的电容值，如果USB端口电容值变化足够大，大到可以确定有新的USB设备接入了，那么USB A型设备会为USB总线提供电源，并检测设备连接；而USB B型设备则发起一个会话请求（SRP），并等待A型设备的响应。

2.2 HNP

2.2.1 主从设备是如何确定的？

USB OTG既可以做主设备，也可以做从设备。在系统运行过程中，OTG设备的角色（主设备or从设备）可以转换，但是，在系统刚启动时，OTG设备的角色是确定的。如何确定的呢？下面来解决这个问题  

上图是几种典型的USB接口，其中Mini-A型、Mini-B型、Micro-AB型和Micro-B型口都有五个管脚，管脚顺序是 

1：Vbus 

2：D- 

3：D+ 

4：ID 

5：GND 

若是ID管脚接地，则该设备为A设备；若ID管脚悬空，则该设备是B设备，其中A设备是initial host，B设备是initial peripheral。即系统刚启动时，A设备是主设备，B设备是从设备。如下图所示，左边的设备是B设备，右边的USB设备是A设备。 

  

值得注意的是，在系统运行的过程中，USB设备的主从角色可能会变化，但是A设备/B设备的名称不会变化。也就是说，在系统运行过程中，A设备有可能从主设备变成从设备，但是A设备仍然叫做A设备；B设备类似。 

另外，A设备始终是供电设备，而与A设备扮演的角色无关。即使A设备变成了从设备，仍然由A设备供电。

2.2.2 为什么需要更换主从设备的角色呢？

  

上图为一个需要互换角色的例子。左边是一台PDA，PDA里有打印机驱动，但由于它是B设备，因此初始角色是从设备。很显然，在打印服务的过程中，有必要互换PDA和打印机的角色。 

我们在开发i.MX233开发板的过程中，ID管脚没有引出来，因此，默认i.MX233是从设备。可是USB摄像头也是从设备，这样i.MX233没有办法转换成主设备，从而i.MX233无法使用USB Camera。

2.3 SRP

正如刚刚提到的那样，A设备一直供电，即使A设备通过HNP协议由主设备变成从设备了，也一直由A设备供电。然而，在嵌入式系统里，尤其是只有电池供电的系统里，功耗是一个很重要的性能指标。A设备可以通过停止供电终止会话，进而降低功耗。这样就产生了一个问题，如果B设备要求开启一个会话，该怎么办？ 

SRP可以解决这个问题。根据SRP，B设备可以请求A设备打开电源，开始一个会话（session）。 

  

如上图所示，B设备中的SRP PULSE会先给D+引脚一个脉冲，之后再给VBUS一个脉冲，这样可以唤醒A设备。相应的，右边的A设备检测到D+或VBUS上的信号，则开启VBUS并启动会话。