[发明专利]一种实现通用串行总线USB OTG的方法及装置

说明书

技术领域

本发明主要涉及计算机数据通讯领域，尤其涉及一种实现通用串行总线USB OTG的方法及装置。

背景技术

通用串行总线(USB，Universal Serial Bus)OTG(On The Go)技术，是指具有USB接口的设备在没有计算机的条件下直接进行数据通信的一种技术，其目的是使外设设备以主机的身份与另外一组特定的外设设备直接进行数据通信。2001年年底，USB开发者论坛发布了专门用于USB外设设备间“可移动互连”的USB2.0协议的补充规范，即USB OTG规范，该规范包括以下几点：

支持设备之间的点对点通信，尤其对于数据通信两端的设备都支持USBOTG规范的情况，提出了支持主从角色自动切换的主机流通协议HNP(HostNegotiation Protocol)，通过该协议确定主从设备，从而实现主从设备之间可靠的点对点通信。支持USB OTG规范的设备常被称为双角色设备(DRD，DualRole Device)，它们在与其外部连接设备为主设备的情况下，自动切换为从设备模式；在与其外部连接设备为从设备模式下，自动切换为主设备模式。

USB OTG规范采用MINI_AB硬件接口标准，图1为USB OTG规范中MINI_AB硬件接口标准接线图，该MINI_AB接口标准通过定义五脚接口和五线电缆进行数据传输。图1包括第一MINI_AB插槽101、MINI_A插头102、MINI_B插头103和第二MINI_AB插槽104。其中，MINI_A插头102和MINI_B插头103除了传统的VBUS、D+、D-、GND四个管脚外，还包括第五个管脚为管脚ID，管脚ID决定了设备初始化时的主从设备角色：在MINI_A插头102中，管脚ID短路接地，所连设备被初始化为主设备；在MINI_B插头103中，管脚ID悬空，所连设备被初始化为从设备。当然，如果插头为MINI_AB插头，则所连设备的主从角色可以根据主、从设备转换协议HNP进行相互转换。

USB OTG规范为支持低功耗控制还提出了事务请求协议SRP(ServiceRequest Protocol)，该规范要求主设备为VBUS提供5V电源和不少于8mA的电流，而在没有连接从设备的情况下将关闭VBUS电源，并且根据不同的数据流控制主设备调节VBUS的电流输出大小，以节省功耗。

目前，具有USB OTG功能的设备包括两种，具体如下：

一种是由具有主从功能切换的处理器与USB OTG转发器共同组成的设备，其中，处理器可以是专用集成电路(ASIC，Application Specific IntegratedCircuits)主控芯片，该主控制芯片不具备USB收发(transceiver)功能，其接口为普通的CMOS逻辑接口；USB OTG转发器包括转发模块、USB电荷泵和ID检测模块等，用以提供相关的工作电源及主从设备的识别，以及USBTransceiver等外部接口功能，处理器与USB OTG转发器之间采用USB接口通讯。

图2为现有技术中第一种具有USB OTG功能的设备结构框图，图中包括：处理器201、芯片MAX3301E202和MINI_AB硬件接口模块203。

处理器201通过I²C接口控制芯片MAX3301E202。

芯片MAX3301E202为USB OTG转发器，其内部集成了转发模块、ID检测模块和电荷泵，其外部与MINI_AB硬件接口模块203连接，其中，

转发模块支持单端和差分两种转发模式，通过管脚DAT_VP、SE0_VM来实现两种模式的上下行数据收发，管脚VP、VM在下行数据接收时，可作为管脚D+和D-的镜像信号送到处理器中；

ID检测模块用于检测管脚ID上的电平信号，具体如下：

当外部USB设备将MINI_B插头插入MINI_AB硬件接口模块202，ID检测模块将检测到管脚ID上的电平信号为高电平，表示处理器201应该为从设备，芯片MAX3301E通过管脚INT产生中断信号给处理器201，处理器201收到中断信号后进行从设备模式的配置，包括：关闭VBUS电源，配置管脚D+和D-所在数据线的上拉功能等。