USB OTG学习笔记

仅仅看了半天SPEC写的笔记，有些乱，等调试完毕再次整理，思路不是很成熟，推测成分较多，可能有不对的地方，欢迎拍砖交流指正。

 

1. 概要

    OTG设备使用插头中的ID引脚来区分A/B Device，ID接地被称作为A-Device,为连接时候的USB Host，A-Device始终为总线提供电力，ID悬空被称作为B-Device,为连接时候的USB Device，设备的USB Host/USB Device角色可以通过HNP切换。

    OTG设备连接时不能跨越USB Hub，如果跨越USB Hub则失去HNP功能。

    这里要注意A-Device/B-Device与USB Host/Device不是一回事没有必然的绑定关系A-Device就一定要是Host，A-Device只是连接时的Host可以通过HNP切换，切换完毕A-Device变成USB Device但是仍然为总线提供电力。

2．设备类型

    Embedded Host：提供标准的A插座，普通的USB Host并带有TPL（支持设备列表）
    OTG Device：使用Micro AB插座，可以在运行时切换Host/Device。
    仅外设B-Device：仅仅能作为外设的B-Device（分为插头一体和插头线缆分离的）。

注意：OTG Device在插头插入后会先打开VBus，如果没有设备连接则关闭VBus，并开启ADP侦测，而Embedded Host则不会再次关闭VBus。

3．协议

    SRP（Session Request Protocol）：
    B-Device使用。通过数据线上的脉冲，请求A-Device打开VBUS并且开始一个Session。Session为从VBUS打开到关闭这一段时间。

    支持：A-Device允许回应SRP，B-Device（包括仅能作为外设的B-Device），允许发起SRP。一个能够支持HNP的B- Device应该能够发起SRP。当A插头插入时关闭VBus的Host必须支持回应SRP，VBus总是打开的Host不必响应SRP。

    ADP（Attach Detection Protocol）：提供设备检测是否有对端设备插入。支持任何OTG设备，Embedded Host，支持SRP的B-Device允许ADP Probing，B-Device和仅能作为外设的B-Device还必须支持ADP Senseing如果他们支持ADP Probing。

    HNP（Host Negotiation Protocol）：OTG设备通过HNP来切换Host/Device角色。

    当前的USB Host通过HNP Polling（类似Polling Hub）通过轮询GetStatus（）命令返回的数据中的Host request flag查询对端设备是否请求变为Host，Polling间隔为1-2秒。

    当当前的USB Host决定允许B-Device转变为Host以后通过SetFeature()打开b_hnp_enable，本次Session结束后Host回到A-Device手里。

4．设备框架

    OTG描述符：在设备枚举时，A-Device通过GetDeor向B设备请求OTG描述符。OTG描述符也应当作为GetConfiguration（）的一部分返回。其中的bmAttributes标示B-Device是否支持ADP/HNP/SRP标准设备特性，通过SetFeature（）设置。

    b_hnp_enable：设置此特性，显示B-Device被允许进行HNP，A设备必须在T(HOST_REQ_SUSP)时间内挂起总线。

    a_hnp_support：早期OTG版本的兼容特性，设置这个特性指示B-Device对端的A-Device支持HNP。A-Device应当对B-Device设置此特性如果A-Device支持HNP。

    a_alt_hnp_support：废弃GetStatus()其中数据部分OTG Status最低位为Host Request flag，指示当期的USB Device角色期望变为USB Host角色。

5．一般连接过程（Host -> Device）

    OTG Device /Embedded Host 与 仅作为外设的B-device（带A插头型）Host端检测到A插头插入，停止ADP，打开VBus，因为B-Device的A插头与设备作为一体，此时B-Device必定与A插头连接，Host检测到外设连接，开始枚举。
 
    OTG Device/Embedded Host 与 仅作为外设的B-device（A插头为线缆连接）

    Host段检测到A插头插入，停止ADP，打开VBus，如果B-Device是线缆连接完毕在将A插头插入则整个连接过程与上面无异，因为此时B-Device可能还没有插入插头，则设备连接超时，VBus再次关闭，等待下一次ADP的改变（线缆连接完毕），再次打开VBus，此时开始正常总线枚举。

    OTG Device 与 OTG Device

    Host端检测到插头插入，则打开VBus，如果没有外设检测到，则关闭VBus，打开ADP Probing，Device端检测到插头插入，则打开SRP，如果线缆没有插入，则SRP超时，Device端开始进行ADP Probing，当线缆连接完毕，Device端侦测到ADP变化，发送SRP请求Host打开VBus，Host回应SRP并且打开VBus，完成设备连接。

6．OTG Device（Host/Device）与普通USB Host/Device

    OTG Device（Device）插入普通USB Host：SPEC指示OTG Device满足所有USB外设条件，电器原理实现未查明。

    普通USB设备插入OTG Device（Host）：OTG兼容，但是电器原理实现未查明，对VBus的打开，以及ADP和SRP的处理有疑问。在usb.org上有人问起这个问题，回复只是讲会识别并且兼容，但是实现原理及监测细节未知。

原贴地址：

https://www.usb.org/phpbb/viewtopic.php?t=14450&highlight=otg

最新的一些思考和猜想：

1.ADP是OTG Device作为Host，既可以关闭VBus又能够监测普通USB设备的关键。

2.OTG Device作为Host如果不支持ADP，但是支持SRP的，VBus应当始终打开（或者通过插入中断？RootHub Polling），如果要关闭VBus则仅能支持会发起SRP的OTG Device，普通的USB设备和不支持SRP的OTG Device，在Host没有ADP的情况下无法在关闭VBus的情况下检测到设备（除了插入中断）插入并且通过SRP打开VBus。

注: OTG Device作为Host在A插头插入时会尝试打开VBus，如果插入设备线缆在A插头插入时已经连接完毕，则在这次插入时，正常枚举。如果插入设备线缆在A插头插入时没有连接，作为Host的OTG Device又不支持ADP，但是支持SRP，那么插入设备可以在线缆插入后发起SRP打开VBus，如果插入设备不支持SRP。则设备工作不正常？

3.OTG Device在监测总线活动和设备连接前会在插头插入时首先检测插头（普通USB不会检测插头，因为不关心，OTG的ID引脚会起控制器中断），从而决定OTG Device角色，并且通过ADP等待设备连接，然后打开VBus进行总线活动。

关于SRP与ADP

    作为一个B-Device或者是普通的USB Device，怎样打开VBus进行总线枚举是他们的最终目的。

SRP为B-Device请求A-Device打开A设备的手段之一，而ADP虽然作为检测插入设备为目的但是有些EH/OTG Device会在ADP检测到状况以后不等到SRP的到来（或者说不支持SRP）就打开VBus，倘若没有设备连接，再关闭VBus并且打开ADP继续侦测（仅限于OTG Device EH不会），更有甚者检测完A插头直接打开VBus（ADP出来的较晚，很多早期的OTG控制器中，根本没有ADP和HNP Polling的字样，估计那时候可能SPEC里面还没有这些东西）这让SRP显得有些多余，但是我们作为一个B-Device的时候还是应当在开始总线操作前发出SRP，保证不支持ADP只支持SRP并且插头插入时不打开VBus仅仅在受到SRP才打开VBus的控制器上，设备也能进行正常枚举。