USB útközben- USB On-The-Go

Az USB On-The-Go logó
USB On-The-Go adapter okostelefonok és táblagépek USB-B mikro töltőportjaihoz dedikált USB-A port nélkül

Az USB On-The-Go ( USB OTG vagy csak OTG ) olyan specifikáció, amelyet először 2001 végén használtak, és amely lehetővé teszi, hogy az USB-eszközök , például táblagépek vagy okostelefonok , gazdaként működjenek, lehetővé téve más USB- eszközök, például USB flash meghajtók , digitális kamerákat , egeret vagy billentyűzeteket , amelyeket hozzá kell csatlakoztatni. Az USB OTG használata lehetővé teszi, hogy ezek az eszközök előre -hátra váltsanak a gazda és az eszköz között. A mobiltelefon fogadóeszközként olvashat cserélhető adathordozóról, de USB -háttértárként jelenhet meg, ha gazdaszámítógéphez csatlakozik.

Az USB OTG bemutatja a master és slave szerepeket is ellátó eszköz fogalmát - amikor két USB -eszköz van csatlakoztatva, és az egyik USB OTG -eszköz, kommunikációs kapcsolatot hoznak létre . A kapcsolatot vezérlő eszközt masternek vagy hosztnak, míg a másikat slave -nek vagy perifériának nevezik.

Az USB OTG két szerepet határoz meg az eszközök számára: az OTG A-eszközt és az OTG B-eszközt, megadva, hogy melyik oldal látja el a kapcsolatot a kapcsolattal, és melyik a kezdeti állomás. Az OTG A-eszköz áramszolgáltató, az OTG B-eszköz pedig energiafogyasztó. Az alapértelmezett linkkonfigurációban az A-eszköz USB-gazdagépként működik, míg a B-eszköz USB-perifériaként. A gazda és a perifériás módok később cserélhetők a Host Negotiation Protocol (HNP) használatával.

Az egyes eszközök kezdeti szerepét az határozta meg, hogy a felhasználó milyen mini dugót dug be az aljzatába.

Áttekintés

USB OTG beállítás, amely számos eszközt tartalmaz

A szabványos USB master/slave architektúrát használ ; Egy gazda jár a mester eszköz az egész buszt, valamint egy USB eszköz működik, mint egy rabszolga. Ha szabványos USB -t alkalmaz, az eszközöknek el kell viselniük az egyik vagy másik szerepet, a számítógépeket általában gazdagépként kell beállítani, míg a nyomtatók (például) általában szolgaként működnek. USB OTG hiányában a mobiltelefonok gyakran slave funkciókat alkalmaztak, hogy lehetővé tegyék az adatok egyszerű átvitelét a számítógépre és a számítógépről. Az ilyen telefonokat, mint rabszolgákat, nem lehetett azonnal csatlakoztatni a nyomtatókhoz, mivel a rabszolga szerepét is megvalósították. Az USB OTG közvetlenül foglalkozik ezzel a problémával.

Amikor egy eszközt csatlakoztatnak az USB buszhoz, a fő eszköz vagy gazdagép kommunikációt létesít az eszközzel, és kezeli a szolgáltatásnyújtást (a gazda szoftvere lehetővé teszi vagy elvégzi a szükséges adatkezelést, például fájlkezelést vagy más kívánt adatkommunikációt) vagy funkció). Ez lehetővé teszi az eszközök nagymértékben egyszerűsítését a gazdagéphez képest; például egy egér nagyon kevés logikát tartalmaz, és a gazda szinte minden munkáját elvégzi. A fogadó vezérli az összes adatátvitelt a buszon, az eszközök csak jelezni képesek (lekérdezéskor), hogy figyelmet igényelnek. Ha adatokat szeretne továbbítani két eszköz között, például telefonról nyomtatóra, a gazdagép először elolvassa az adatokat az egyik eszközről, majd írja a másikba.

Míg a master-slave elrendezés bizonyos eszközöknél működik, sok eszköz mesterként vagy slave-ként is működhet attól függően, hogy mi más osztja meg a buszt. Például egy számítógépes nyomtató általában szolga eszköz, de ha képeket tartalmazó USB flash meghajtót csatlakoztatnak a nyomtató USB -portjához számítógép nélkül (vagy legalább kikapcsolt állapotban), akkor hasznos lehet, ha a nyomtató a gazda szerepét, lehetővé téve számára, hogy közvetlenül kommunikáljon a flash meghajtóval, és képeket nyomtathasson belőle.

Az USB OTG felismeri, hogy egy eszköz mester- és slave -szerepeket is elláthat, és így finoman megváltoztatja a terminológiát. Az OTG segítségével az eszköz lehet gazdaszervezet, amikor linkmesterként működik, vagy "periféria" lehet, ha linkszolgaként működik. A gazdagép és a periféria szerepkörök közötti választást teljes egészében az határozza meg, hogy a kábel melyik végéhez csatlakozik az eszköz. Az indításkor a kábel "A" végéhez csatlakoztatott eszköz, az "A-eszköz" néven alapértelmezett állomásként működik, míg a "B" vége az alapértelmezett perifériaként, "B-" néven. eszköz".

A kezdeti indítás után a busz beállítása a normál USB szabványhoz hasonlóan működik, az A-eszköz beállítja a B-eszközt és kezeli az összes kommunikációt. Ha azonban ugyanazt az A-eszközt egy másik USB-rendszerhez csatlakoztatja, vagy egy dedikált gazdagép elérhetővé válik, az szolga lehet.

Az USB OTG nem zárja ki az USB-elosztó használatát , de a gazda-periféria szerepcserét írja le csak egy-egy kapcsolat esetén, ahol két OTG-eszköz közvetlenül csatlakoztatva van. A szerepcsere nem működik szabványos elosztón keresztül, mivel az egyik eszköz hosztként, a másik perifériaként fog működni, amíg le nem választják őket.

Specifikációk

Az USB OTG része az univerzális soros busz (USB) 2.0 specifikáció kiegészítésének, amelyről eredetileg 2001 végén állapodtak meg, majd később felülvizsgálták. A kiegészítő legújabb verziója meghatározza a beágyazott gazdagép viselkedését is, amely célzott képességekkel és ugyanazzal az USB Standard-A porttal rendelkezik, mint a PC-k.

A SuperSpeed ​​OTG eszközöket, a beágyazott gazdagépeket és a perifériákat az USB OTG és az USB 3.0 specifikáció beépített gazdagép -kiegészítése támogatja .

Protokollok

Az USB OTG és az USB 2.0 specifikáció beágyazott gazda -kiegészítője három új kommunikációs protokollt vezetett be :

Az észlelési protokoll (ADP) csatolása
Lehetővé teszi egy OTG-eszköz, beágyazott gazdagép vagy USB-eszköz számára, hogy meghatározza a melléklet állapotát, ha nincs áram az USB-buszon, lehetővé téve mind a beillesztésen alapuló viselkedést, mind a melléklet állapotának megjelenítését. Ez úgy történik, hogy rendszeresen megméri az USB -port kapacitását, hogy megállapítsa, van -e másik eszköz csatlakoztatva, lógó kábel vagy nincs kábel. Ha elég nagy kapacitásváltozást észlel, amely jelzi az eszköz csatlakoztatását, az A-eszköz áramellátást biztosít az USB buszhoz, és megkeresi az eszköz csatlakozását. Ugyanakkor egy B-eszköz SRP-t generál (lásd alább), és várja meg, amíg az USB busz bekapcsol.
Session Request Protocol (SRP)
Lehetővé teszi, hogy mindkét kommunikáló eszköz vezérelje, amikor a kapcsolat energiaellátási munkamenete aktív; szabványos USB esetén csak a gazdagép képes erre. Ez lehetővé teszi az energiafogyasztás finom szabályozását, ami nagyon fontos az akkumulátorral működő eszközök, például kamerák és mobiltelefonok esetében. Az OTG vagy a beágyazott gazdagép addig hagyhatja áram nélkül az USB -kapcsolatot, amíg a periféria (amely lehet OTG vagy szabványos USB -eszköz) áramellátást igényel. Az OTG és a beágyazott állomások jellemzően kevés tartalék akkumulátorral rendelkeznek, így az USB -kapcsolat áramtalan maradása segít meghosszabbítani az akkumulátor üzemidejét.
Host Negotiation Protocol (HNP)
Lehetővé teszi a két eszköz számára a gazda/periféria szerepkörök cseréjét, feltéve, hogy mindkettő kettős szerepkörű OTG eszköz. A HNP használatával a gazda/periféria szerepkörök megfordításához az USB OTG eszköz képes az adatátviteli ütemezés irányítására. Így bármely OTG eszköz képes adatátvitelt kezdeményezni USB OTG buszon keresztül. A kiegészítő legújabb verziója bevezette a HNP lekérdezést is, amelyben a gazdaeszköz rendszeresen lekérdezi a perifériát egy aktív munkamenet során, hogy meghatározza, akar -e gazdagép lenni.
A HNP fő célja, hogy befogadja azokat a felhasználókat, akik az A és B eszközöket (lásd alább) rossz irányba kötötték össze az elvégzendő feladathoz. Például egy nyomtató A-eszközként (gazdagépként) van csatlakoztatva, de nem tud gazdaként működni egy adott fényképezőgéphez, mivel nem érti a fényképezőgép nyomtatási feladatok ábrázolását. Amikor a fényképezőgép tudja, hogyan kell beszélni a nyomtatóval, a nyomtató a HNP segítségével vált át a szolga szerepkörre, és a kamera lesz a gazdagép, így a fényképezőgépen tárolt képek kinyomtathatók a kábelek újracsatlakoztatása nélkül. Az új OTG protokollok nem tudnak áthaladni egy szabványos USB hubon, mivel egy dedikált vezetéken keresztül történő elektromos jelzésen alapulnak.

Az USB OTG és az USB 3.0 specifikációba épített beágyazott gazdagép -kiegészítő kiegészítő kommunikációs protokollt vezet be:

Szerepcsere protokoll (RSP)
Az RSP ugyanazt a célt éri el, mint a HNP (azaz szerepcsere) az USB 3.0 specifikáció által biztosított szabványos mechanizmusok kiterjesztésével. Az USB OTG és az USB 3.0 specifikáció szerinti beágyazott gazda -kiegészítést követő termékeknek az USB 2.0 kiegészítést is követniük kell a visszafelé való kompatibilitás fenntartása érdekében. A SuperSpeed ​​OTG eszközök (SS-OTG) szükségesek az RSP támogatásához. A SuperSpeed ​​Peripheral Capable OTG eszközök (SSPC-OTG) nem szükségesek az RSP támogatásához, mivel csak SuperSpeeden működhetnek perifériaként; nincs SuperSpeed ​​gazdagépük, így csak szerepcserét végezhetnek HNP használatával USB 2.0 adatátviteli sebességgel.

Eszközszerepek

Az USB OTG két szerepet határoz meg az eszközök számára: az OTG A-eszközt és az OTG B-eszközt, megadva, hogy melyik oldal látja el a kapcsolatot a kapcsolattal, és melyik a kezdeti állomás. Az OTG A-eszköz áramszolgáltató, az OTG B-eszköz pedig energiafogyasztó. Az alapértelmezett linkkonfigurációban az A-eszköz USB-gazdagépként működik, míg a B-eszköz USB-perifériaként. A gazda és a periféria módok később cserélhetők HNP vagy RSP használatával. Mivel minden OTG-vezérlő mindkét szerepet támogatja, ezeket gyakran "kettős szerepű" vezérlőknek nevezik, nem pedig "OTG-vezérlőknek".

Az integrált áramkörű (IC) tervezők számára az USB OTG vonzó tulajdonsága, hogy több USB -képességet érhet el kevesebb kapuval.

A "hagyományos" megközelítés négy vezérlőt tartalmaz, ami több kaput eredményez a teszteléshez és a hibakereséshez:

  • USB nagysebességű gazdavezérlő EHCI (regisztrációs interfész) alapján
  • Teljes/alacsony sebességű gazdavezérlő OHCI -n (egy másik regisztrációs felületen) alapulva
  • USB eszközvezérlő, amely támogatja a nagy és a teljes sebességet
  • Negyedik vezérlő az OTG gyökérport átváltásához a gazda- és eszközvezérlők között

Ezenkívül a legtöbb modulnak gazdagépnek vagy eszköznek kell lennie. Az OTG hardvertervezés az összes vezérlőt egyetlen kettős szerepkörű vezérlővé egyesíti, amely valamivel összetettebb, mint egy egyedi eszközvezérlő.

Célzott perifériás lista (TPL)

A gyártó célzott perifériás listája (TPL) azt a célt szolgálja, hogy a gazdaeszközt bizonyos termékekre vagy alkalmazásokra összpontosítsa, nem pedig általános célú gazdagépként való működésre, mint a tipikus PC-k esetében. A TPL a "célzó" gazdagép által támogatott termékeket határozza meg, meghatározva, hogy mit kell támogatnia, beleértve a kimeneti teljesítményt, az átviteli sebességet, a támogatott protokollokat és az eszközosztályokat. Minden célzott gazdagépre vonatkozik, beleértve a gazdagépként működő OTG -eszközöket és a beágyazott gazdagépeket is.

Dugó

Standard, mini és mikro USB csatlakozók (nem méretarányosak). A rajzok fehér területei üreges tereket jelentenek. Ahogyan itt láthatók a csatlakozók, az USB logó (opcionális A vagy B betűvel) minden esetben az öntvény tetején található. A csapszámozás (a tartályokba nézve) a dugókból tükröződik, úgy, hogy a dugón lévő 1 -es tű csatlakozik az aljzat 1 -es tűjéhez.

OTG mini dugók

Az eredeti USB OTG szabvány bevezette a mini-AB nevű dugaszolóaljzatot, amelyet a későbbi felülvizsgálatok során a Micro-AB váltott fel (1.4-es verzió). Mini-A vagy mini-B dugót is elfogad, míg a mini-A adapterek lehetővé teszik a perifériákról érkező szabványos A-típusú USB-kábelek csatlakoztatását. A szabványos OTG kábel egyik végén mini-A dugó, a másik végén mini-B dugó található (nem lehet két azonos típusú dugó).

A mini-A csatlakozóval ellátott eszköz OTG A-eszközzé válik, a mini-B dugóval ellátott eszköz pedig B-eszközzé (lásd fent). A behelyezett dugó típusát az azonosítótű állapota érzékeli (a mini-A dugó azonosítója földelt, míg a mini-B dugó lebeg).

Tiszta mini-A foglalatok is léteznek, ahol kompakt gazdaportra van szükség, de az OTG nem támogatott.

OTG mikro dugók

Az USB mikrocsatlakozó bevezetésével egy új, micro-AB elnevezésű dugaszolóaljzatot is bemutattak. Elfogadhatja a mikro-A vagy a mikro-B dugót. A Micro-A adapterek lehetővé teszik a szabványos A dugók csatlakoztatását, a rögzített vagy szabványos eszközökön használt módon. Az OTG terméknek egyetlen mikro-AB foglalattal kell rendelkeznie, és nincs más USB-csatlakozója.

Az OTG kábel egyik végén mikro-A dugó, a másik végén mikro-B dugó található (nem lehet két azonos típusú dugó). Az OTG egy ötödik tűt ad hozzá a szabványos USB-csatlakozóhoz, az úgynevezett ID-pin-nek; a micro-A dugó földelt, míg a mikro-B dugóban lévő azonosító lebeg. A behelyezett micro-A dugóval rendelkező eszköz OTG A-eszközzé válik, a micro-B dugóval ellátott eszköz pedig B-eszközzé. A behelyezett dugó típusát a PIN azonosító állapota határozza meg.

Három további azonosító tüskés állapot van meghatározva a névleges ellenállási értékeken: 124 kΩ , 68 kΩ és 36,5 kΩ , a földelőcsaphoz képest. Ezek lehetővé teszik, hogy az eszköz USB tartozék töltőadapterekkel működjön, amelyek lehetővé teszik az OTG eszköz egyidejű csatlakoztatását töltőhöz és egy másik eszközhöz.

Ezt a három állapotot használják a következő esetekben:

  • Töltő és vagy nincs eszköz, vagy olyan A-eszköz, amely nem érvényesíti a V BUS-t (nem szolgáltat áramot). Az OTG eszköz tölthet és kezdeményezhet SRP -t, de nem csatlakozhat.
  • Egy töltő és egy V- BUS-t (áramellátást biztosító) A-eszköz van csatlakoztatva. Az OTG eszköz tölthet és csatlakoztathat, de nem kezdeményezhet SRP -t.
  • Egy töltő és egy B-eszköz van csatlakoztatva. Az OTG eszköz tölthet és beléphet gazdagép módba.

Az USB 3.0 bevezette a micro-AB aljzat, valamint a micro-A és micro-B dugók visszafelé kompatibilis SuperSpeed ​​kiterjesztését. Tartalmazzák a nem Superspeed mikrocsatlakozók összes csapját, és az azonosítótű segítségével azonosítják az A- és B-eszköz szerepeket, és hozzáadják a SuperSpeed ​​csapokat is.

OTG mikro kábelek

USB OTG adapterek, hubok és kártyaolvasók

Amikor egy OTG-kompatibilis eszközt csatlakoztat a számítógéphez, saját USB-A vagy USB Type-C kábelt használ ( a modern eszközök esetében jellemzően micro-B, USB-C vagy Lightning csatlakozókkal végződik ). Ha egy OTG-kompatibilis eszközt csatlakoztat egy USB slave-eszközhöz, például flash meghajtóhoz, akkor a slave-eszköznek vagy az eszköznek megfelelő csatlakozásban kell végződnie, vagy a felhasználónak megfelelő adaptert kell biztosítania USB-A végződéssel. Az adapter lehetővé teszi bármely szabványos USB periféria csatlakoztatását OTG eszközhöz. Két OTG-kompatibilis eszköz együttes csatlakoztatásához vagy egy adapterre van szükség a slave-eszköz USB-A kábelével együtt, vagy egy megfelelő kétoldalas kábelre és egy szoftver implementációra a kezeléséhez. Ez általánossá válik a C típusú USB-eszközöknél.

Okostelefon és tablet megvalósítása

A BlackBerry 10 .2 hoszt módot valósít meg (mint a BlackBerry Z30 kézibeszélőben). A Nokia számos Symbian mobiltelefonjában megvalósította az USB OTG-t, mint például a Nokia N8, C6-01, C7, Oro, E6, E7, X7, 603, 700, 701 és 808 Pureview. A HTC által gyártott néhány csúcskategóriás Android telefon és az Xperia sorozat alatti Sony is rendelkezik ezzel. A Samsung Android 3.1 -es vagy újabb verziója támogatja az USB OTG -t, de nem minden eszközön.

A technológiai webhelyeken (például GSMArena, PDAdb.net, PhoneScoop és mások) felsorolt ​​specifikációk segíthetnek a kompatibilitás meghatározásában. A GSMArena példaként használva megkeresi az adott eszköz oldalát, és megvizsgálja a szócikket a Specifikációk → Kommunikáció → USB menüpont alatt . Ha az "USB Host" felirat látható, az eszköznek képesnek kell lennie OTG típusú külső USB-tartozékok támogatására.

A fenti megvalósítások sokaságában a gazdaeszköz csak mikro-B foglalattal rendelkezik, nem pedig mikro-AB foglalattal. Bár nem szabványos, a mikro-B-mikro-A csatlakozóadapterek széles körben kaphatók és használatosak ezeken az eszközökön a kötelező mikro-AB foglalat helyett.

Visszafelé kompatibilitás

Az USB OTG-eszközök visszafelé kompatibilisek az USB 2.0-val (USB 3.0 a SuperSpeed ​​OTG-eszközökhöz), és szabványos USB-gazdagépként vagy eszközként fognak működni, ha szabványos (nem OTG) USB-eszközökhöz csatlakoztatják őket. A fő kivétel az, hogy az OTG gazdagépeknek csak elegendő áramellátást kell biztosítaniuk a TPL -en felsorolt ​​termékekhez, ami lehet, hogy nem elegendő ahhoz, hogy csatlakozzon a fel nem sorolt ​​perifériához. A tápellátású USB -elosztó megkerülheti a problémát, ha támogatott, mivel ezután saját áramellátását biztosítja az USB 2.0 vagy az USB 3.0 előírásoknak megfelelően.

A HNP és az SRP bizonyos inkompatibilitásokat vezetett be az OTG kiegészítés 1.3 és 2.0 verziói között, ami interoperabilitási problémákhoz vezethet e protokollverziók használatakor.

Töltő kompatibilitás

Főbb cikkek: USB akkumulátor töltési specifikáció és USB tápegység specifikáció

Egyes eszközök USB-portjaikat használhatják a beépített akkumulátorok töltésére, míg más eszközök felismerhetik a dedikált töltőt, és több mint 500 mA (0,5 A) áramot tudnak felvenni, lehetővé téve számukra a gyorsabb töltést. Az OTG eszközök bármelyik lehetőséget használhatják.

Lásd még

Hivatkozások

Külső linkek