來(lái)源：國(guó)外電子元器件 作者：maxim北京辦事處 魏 智

     隨著pda、移動(dòng)電話、數(shù)碼相機(jī)、打印機(jī)等消費(fèi)類產(chǎn)品的普及，用于這些設(shè)備與電腦，或設(shè)備與設(shè)備之間的高速數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)越來(lái)越受到人們的關(guān)注，ieee1394和usb是用于此類傳輸?shù)膬蓚�(gè)主要標(biāo)準(zhǔn)。這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)都提供即插即用和熱插拔功能，都可以向外提供電源，也都支持多個(gè)設(shè)備的連接。其中iee1394支持較高的數(shù)據(jù)傳輸速度，但相對(duì)比較復(fù)雜、價(jià)格較高，主要用于需要高速通信的av產(chǎn)品；而最初的usb標(biāo)準(zhǔn)主要面向低速數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽?yīng)用，其中usb1.1支持1.5mbps和12mbps的傳輸速率，被廣泛用于傳輸速率要求不高的pc機(jī)外設(shè)，如：鍵盤、鼠標(biāo)等。usb2.0標(biāo)準(zhǔn)的推出使usb的傳輸速度達(dá)到480mbps。而usb otg技術(shù)的推出則可實(shí)現(xiàn)沒(méi)有主機(jī)時(shí)設(shè)備與設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸。例如：數(shù)碼相機(jī)可以直接與打印機(jī)連接并打印照片，從而拓展了usb技術(shù)的應(yīng)用范圍。圖1是usb技術(shù)的典型應(yīng)用示意圖。1 主機(jī)通信協(xié)議與對(duì)話請(qǐng)求協(xié)議 usb otg標(biāo)準(zhǔn)在完全兼容usb2.0標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，增添了電源管理（節(jié)省功耗）功能，它允許設(shè)備既可作為主機(jī)，也可作為外設(shè)操作（兩用otg）。otg兩用設(shè)備完全符合usb2.0標(biāo)準(zhǔn)，并可提供一定的主機(jī)檢測(cè)能力，支持主機(jī)通令協(xié)議（hnp）和對(duì)話請(qǐng)求協(xié)議（srp）。在otg中，初始主機(jī)設(shè)備稱為a設(shè)備，外設(shè)稱為b設(shè)備�？捎秒娎|的連接方式來(lái)決定初始角色。圖2所示是用第5個(gè)id腳確定默認(rèn)主機(jī)的示意圖，兩用設(shè)備使用新型mini-ab插座，從而使mini-a插頭、mini-b插頭和mini-ab插座增添了第五個(gè)引腳（id），以用于識(shí)別不同的電纜端點(diǎn)。mini-a插頭中的id引腳接地，mini-b插頭中的id引腳浮空。當(dāng)otg設(shè)備檢測(cè)到接地的id引腳時(shí)，表示默認(rèn)的是a設(shè)備（主機(jī)），而檢測(cè)到id引腳浮這的設(shè)備則認(rèn)為是b設(shè)備（外設(shè)）。系統(tǒng)一旦連接后，otg的角色還可以更換。主機(jī)與外設(shè)采用新的hnp，a設(shè)備作為默認(rèn)主機(jī)半提供vbus電源，并在檢測(cè)到有設(shè)備連接時(shí)復(fù)位總線、枚舉并配置b設(shè)備。otg標(biāo)準(zhǔn)為usb增添的第二個(gè)新協(xié)議稱為對(duì)話請(qǐng)求協(xié)議（srp）。srp允許b設(shè)備請(qǐng)求a設(shè)備打開(kāi)vbus電源并啟動(dòng)一次對(duì)話。一次otg對(duì)話可通過(guò)a設(shè)備提供vbus電源的時(shí)間來(lái)確定（注：a設(shè)備總是為vbus供電，即使作為外設(shè)）。也可通過(guò)a設(shè)備關(guān)閉vbus電源來(lái)結(jié)束一閃會(huì)話以節(jié)省功耗，這在電池供電產(chǎn)品中是非常重要的。例如，在兩臺(tái)蜂窩電話通過(guò)連接互相交換信息時(shí)，一臺(tái)連接在電費(fèi)的mini-a端，是a設(shè)備，默認(rèn)為主機(jī)。另一臺(tái)是b設(shè)備，默認(rèn)為外設(shè)。當(dāng)在不需要usb通信時(shí)，a設(shè)備可以關(guān)閉vbus線，此時(shí)b設(shè)備就會(huì)檢測(cè)到該狀態(tài)并進(jìn)入功低耗模式。2 otg功能的構(gòu)建 圖3所示電路給出了構(gòu)建otg功能時(shí)需要在基礎(chǔ)usb外設(shè)上添加的電路，電路中的通用串行總線控制器可以是一個(gè)微處理器和usb sie（串口引擎），也可以是集成的μp/usb芯片或與usb收發(fā)器相連的asic。為總線提供電源的外部設(shè)備需要一路3.3v穩(wěn)壓輸出供電電壓，以便為邏輯電路和連接在d+、d-引腳的1500ω電阻提供電源。通過(guò)d+、d-引腳上的上拉電阻可向主機(jī)發(fā)出設(shè)備已連接的信號(hào)，并指示設(shè)備的工作速度。電阻上拉至d+表示全速運(yùn)行，電阻上拉至d-表示低速運(yùn)行。其它端點(diǎn)（包括d+和d-的15kω下拉電阻）用于檢測(cè)上拉電阻的狀態(tài)。由于usb設(shè)計(jì)需要提供熱插拔功能。因此，其esd保護(hù)電路主要用于為d+、d-和vbus引腳提供保護(hù)。 為了增加otg的兩用功能，必須擴(kuò)充收發(fā)器功能來(lái)使otg設(shè)備既可作為主機(jī)使用，也可以作為外設(shè)使用。而要實(shí)現(xiàn)上述功能，就需要在圖3所示電路中添加d+和d-端的15kω下拉電阻并為vbus提供供電電源。此外，收發(fā)器還需要具備以下三個(gè)條件：（1）可切換d+/d-線上的上拉和下拉電阻，以提供外設(shè)和主機(jī)功能。（2）作為a設(shè)備時(shí)，需要具有vbus監(jiān)視和供電電路；作為b設(shè)備初始化srp時(shí)，需要監(jiān)視和觸發(fā)vbus。（3）具有id輸入引腳。 作為兩用otg設(shè)備，asic、dsp或其它與收發(fā)器連接的電路必須具備充當(dāng)外設(shè)和主機(jī)的功能，并應(yīng)按照hnp協(xié)議轉(zhuǎn)換其角色。 收發(fā)器所需添加的大多數(shù)電路用于vbus引腳的管理。作為主機(jī)，它必須能夠提供5v、輸出電流可達(dá)8ma的電源。圖3中的模擬開(kāi)關(guān)用于配置收發(fā)器的各種功能。 asic和控制器還必須包含usb主機(jī)邏輯控制功能，包括發(fā)送sof（幀啟動(dòng)）包、發(fā)送配置\u36755輸入\u36755輸出數(shù)據(jù)包，在usb 1 msec幀內(nèi)確定傳輸進(jìn)程、發(fā)送usb復(fù)位信號(hào)、提供usb電源管理等。3 maxim要提供的usb otg方案 max3301e是maxim公司研制的一款usb otg收發(fā)器，該器件集成有電荷泵，可將pda、蜂窩電話和數(shù)碼相機(jī)等移動(dòng)設(shè)備與usb外設(shè)直接連接而無(wú)需pc機(jī)的參與。采用max3301e和一個(gè)嵌入式usb主機(jī)，就可直接將諸如打印機(jī)或外部硬盤驅(qū)動(dòng)器這樣的外設(shè)連接。max3301e內(nèi)部包括usb otg收發(fā)器、ubus電荷泵