USB On-The-Go-USB USB On-The-Go

USB On-The-Go -logo
USB On-The-Go -sovitin älypuhelimien ja tablettitietokoneiden USB-B Micro -latausportteihin ilman erillistä USB-A-porttia

USB On-The-Go ( USB OTG tai vain OTG ) on spesifikaatio, joka käytettiin ensimmäisen kerran vuoden 2001 lopulla ja jonka avulla USB-laitteet , kuten tabletit tai älypuhelimet , voivat toimia isäntänä, jolloin muut USB- laitteet, kuten USB-muistitikut , digitaaliset kamerat , hiiri tai näppäimistöt . USB OTG: n avulla laitteet voivat vaihtaa edestakaisin isännän ja laitteen roolien välillä. Matkapuhelin voi lukea siirrettävältä tietovälineeltä isäntälaitteena, mutta se voi toimia USB -massamuistilaitteena, kun se on liitetty isäntätietokoneeseen.

USB OTG esittelee konseptin laitteesta, joka suorittaa sekä pää- että orjaroolit - kun muodostetaan kaksi USB -laitetta ja yksi niistä on USB OTG -laite, ne muodostavat tietoliikenneyhteyden . Linkkiä ohjaavaa laitetta kutsutaan isäntänä tai isäntänä, kun taas toista kutsutaan orjana tai oheislaitteena.

USB OTG määrittelee laitteille kaksi roolia: OTG A-laite ja OTG B-laite, joka määrittää, kumpi puoli toimittaa linkin virtaa ja mikä on alun perin isäntä. OTG A-laite on virtalähde ja OTG B -laite on virrankuluttaja. Oletuslinkkikokoonpanossa A-laite toimii USB-isäntänä ja B-laite toimii USB-oheislaitteena. Isäntä- ja oheislaitetiloja voidaan vaihtaa myöhemmin käyttämällä isäntäneuvotteluprotokollaa (HNP).

Kunkin laitteen alkuperäinen rooli määritettiin millä mini -pistokkeella käyttäjä liittää pistorasiaan.

Yleiskatsaus

USB OTG -asetus, johon kuuluu useita laitteita

Vakio -USB käyttää isäntä/orja -arkkitehtuuria; isäntä toimii master-laitteen koko linja, ja USB- laite on orja. Jos käytössä on tavallinen USB, laitteiden on otettava yksi tai toinen rooli, ja tietokoneet on yleensä asetettu isäntiksi, kun taas (esimerkiksi) tulostimet toimivat yleensä orjina. USB OTG: n puuttuessa matkapuhelimet käyttivät usein orjatoimintoja, jotka mahdollistivat helpon tiedonsiirron tietokoneille ja tietokoneilta. Tällaisia ​​puhelimia orjina ei voitu helposti yhdistää tulostimiin, koska ne myös toteuttivat orjaroolin. USB OTG käsittelee suoraan tätä ongelmaa.

Kun laite on kytketty USB-väylään, päälaite tai isäntä muodostaa viestinnän laitteen kanssa ja hoitaa palvelujen tarjoamisen (isännän ohjelmisto mahdollistaa tai tekee tarvittavan tiedonkäsittelyn, kuten tiedostonhallinnan tai muun halutun tietoliikenteen) tai toiminto). Tämä mahdollistaa laitteiden yksinkertaistamisen huomattavasti isäntään verrattuna; Esimerkiksi hiiri sisältää hyvin vähän logiikkaa ja luottaa siihen, että isäntä tekee melkein kaiken työn. Isäntä ohjaa kaikkia tiedonsiirtoja väylän kautta laitteilla, jotka kykenevät vain ilmoittamaan (kun kyselyt), että ne vaativat huomiota. Jos haluat siirtää tietoja kahden laitteen välillä, esimerkiksi puhelimesta tulostimeen, isäntä lukee ensin tiedot yhdestä laitteesta ja kirjoittaa sen sitten toiseen.

Vaikka isäntä-orja-järjestely toimii joissakin laitteissa, monet laitteet voivat toimia joko isäntänä tai orjana riippuen siitä, mikä muu jakaa väylän. Esimerkiksi tietokonetulostin on yleensä orjalaite, mutta kun kuvia sisältävä USB -muistitikku kytketään tulostimen USB -porttiin ilman tietokonetta (tai ainakin sammutettuna), tulostimen olisi hyödyllistä ottaa isäntänä, jolloin se voi kommunikoida suoraan flash -aseman kanssa ja tulostaa kuvia siitä.

USB OTG tunnistaa, että laite voi suorittaa sekä isäntä- että orjarooleja, ja muuttaa siten hienovaraisesti terminologiaa. OTG: n avulla laite voi olla joko isäntä, kun se toimii linkin isäntänä, tai "oheislaite", kun se toimii linkin orjana. Valinta isäntä- ja oheisroolien välillä hoituu kokonaan siitä, mihin kaapelin päähän laite on kytketty. Kaapelin "A" -päähän käynnistyksen yhteydessä kytketty laite, joka tunnetaan nimellä "A-laite", toimii oletusisäntänä, kun taas "B" -pää toimii oletusoheislaitteena, joka tunnetaan nimellä "B- laite".

Ensimmäisen käynnistyksen jälkeen väylän asetukset toimivat kuten tavallisen USB-standardin kanssa, kun A-laite määrittää B-laitteen ja hallitsee kaikkea viestintää. Kuitenkin, kun sama A-laite kytketään toiseen USB-järjestelmään tai oma isäntä tulee saataville, siitä voi tulla orja.

USB OTG ei sulje pois USB-keskittimen käyttöä , mutta se kuvaa isäntä-oheislaitteen roolin vaihtamista vain silloin, kun kyseessä on yksi-yhteen-yhteys, jossa kaksi OTG-laitetta on kytketty suoraan. Rooli vaihtamalla ei ole työn kautta standardi napa, koska yksi laite toimii isäntänä ja toinen reuna, kunnes ne irrotetaan.

Tekniset tiedot

USB OTG on osa Universal Serial Bus (USB) 2.0 -määrityksen täydennystä, josta alun perin sovittiin vuoden 2001 lopulla ja myöhemmin tarkistettiin. Lisäosan uusin versio määrittelee myös käyttäytymisen sulautetulle isännälle, jolla on kohdennettuja kykyjä ja sama USB Standard-A -portti, jota tietokoneet käyttävät.

SuperSpeed ​​OTG -laitteita, sulautettuja isäntiä ja oheislaitteita tuetaan USB OTG: n ja USB 3.0 -määrityksen sulautetun isäntälisän kautta .

Pöytäkirjat

USB OTG ja Embedded Host Supplement USB 2.0 -määritykseen esittivät kolme uutta tiedonsiirtoprotokollaa :

Liitä tunnistusprotokolla (ADP)
Antaa OTG-laitteen, sulautetun isännän tai USB-laitteen määrittää liitetiedoston ilman virtaa USB-väylälle, mikä mahdollistaa sekä lisäyspohjaisen toiminnan että mahdollisuuden näyttää liitetiedoston tilan. Se tekee niin mittaamalla ajoittain USB -portin kapasitanssin määrittääkseen, onko laitteeseen liitetty toinen laite, roikkuva kaapeli vai ei kaapelia. Kun havaitaan riittävän suuri kapasitanssin muutos, joka osoittaa laitteen kiinnityksen, A-laite syöttää virtaa USB-väylälle ja etsii laiteyhteyttä. Samaan aikaan B-laite luo SRP: n (katso alla) ja odottaa, että USB-väylä saa virtaa.
Session Request Protocol (SRP)
Antaa molempien kommunikoivien laitteiden ohjata, milloin linkin virtaistunto on aktiivinen; tavallisella USB: llä vain isäntä pystyy siihen. Tämä mahdollistaa virrankulutuksen tarkan hallinnan, mikä on erittäin tärkeää paristokäyttöisille laitteille, kuten kameroille ja matkapuhelimille. OTG tai sulautettu isäntä voi jättää USB -linkin ilman virtaa, kunnes oheislaite (joka voi olla OTG tai tavallinen USB -laite) vaatii virtaa. OTG- ja sulautetuissa isännissä on yleensä vähän varavirtaa, joten USB -linkin jättäminen ilman virtaa pidentää akun käyttöaikaa.
Isäntäneuvotteluprotokolla (HNP)
Antaa kahden laitteen vaihtaa isäntä- ja oheisrooleja, jos molemmat ovat OTG-kaksoisroolilaitteita. Käyttämällä HNP: tä isäntä-/oheisroolien vaihtamiseen USB OTG -laite pystyy hallitsemaan tiedonsiirron ajoituksen. Näin ollen mikä tahansa OTG-laite pystyy aloittamaan tiedonsiirron USB OTG -väylän kautta. Lisäosan uusin versio esitteli myös HNP -kyselyn, jossa isäntälaite kyselee säännöllisesti oheislaitteista aktiivisen istunnon aikana määrittääkseen, haluaako se tulla isäntänä.
HNP: n päätarkoitus on ottaa huomioon käyttäjät, jotka ovat yhdistäneet A- ja B -laitteet (katso alla) väärään suuntaan tehtäväänsä, jonka he haluavat suorittaa. Tulostin on esimerkiksi liitetty A-laitteeksi (isäntänä), mutta ei voi toimia tietyn kameran isäntänä, koska se ei ymmärrä kameran tulostustöiden esitystä. Kun kyseinen kamera osaa puhua tulostimelle, tulostin siirtyy orjarooliin HNP: n avulla, jolloin kamerasta tulee isäntä, joten kameraan tallennetut kuvat voidaan tulostaa ilman kaapeleita. Uudet OTG -protokollat ​​eivät voi kulkea tavallisen USB -keskittimen kautta, koska ne perustuvat sähköiseen signalointiin erillisen johdon kautta.

USB OTG ja sulautettu isäntälisäosa USB 3.0 -määritykseen esittelee lisäviestintäprotokollan:

Roolinvaihtoprotokolla (RSP)
RSP saavuttaa saman tavoitteen kuin HNP (eli roolien vaihtaminen) laajentamalla USB 3.0 -määrityksen tarjoamia vakiomekanismeja. Tuotteiden, jotka seuraavat USB OTG: tä ja USB 3.0 -spesifikaation sulautettua isäntälisää, on myös noudatettava USB 2.0 -lisäosaa taaksepäin yhteensopivuuden ylläpitämiseksi. SuperSpeed ​​OTG -laitteet (SS-OTG) edellyttävät RSP: tä. SuperSpeed ​​Peripheral Capable OTG -laitteita (SSPC-OTG) ei vaadita tukemaan RSP: tä, koska ne voivat toimia vain SuperSpeedillä oheislaitteena. heillä ei ole SuperSpeed ​​-isäntää, joten he voivat vaihtaa rooleja vain käyttämällä HNP: tä USB 2.0 -nopeudella.

Laitteen roolit

USB OTG määrittelee laitteille kaksi roolia: OTG A-laite ja OTG B-laite, joka määrittää, kumpi puoli toimittaa linkin virtaa ja mikä on alun perin isäntä. OTG A-laite on virtalähde ja OTG B -laite on virrankuluttaja. Oletuslinkkikokoonpanossa A-laite toimii USB-isäntänä ja B-laite toimii USB-oheislaitteena. Isäntä- ja oheislaitetiloja voidaan vaihtaa myöhemmin käyttämällä HNP: tä tai RSP: tä. Koska jokainen OTG-ohjain tukee molempia rooleja, niitä kutsutaan usein "Dual-Role" -ohjaimiksi eikä "OTG-ohjaimiksi".

Ja integroitu piiri (IC) suunnittelijat, houkutteleva piirre USB OTG on kyky saavuttaa lisää USB-ominaisuuksia, joilla on vähemmän portit.

"Perinteinen" lähestymistapa sisältää neljä ohjainta, mikä johtaa useampiin testaus- ja virheenkorjausportteihin:

  • USB -nopea isäntäohjain, joka perustuu EHCI: hen (rekisteriliitäntä)
  • Täysi/hidas isäntäohjain, joka perustuu OHCI: hen (toinen rekisteriliitäntä)
  • USB -laiteohjain, joka tukee sekä suuria että täyditä nopeuksia
  • Neljäs ohjain, joka vaihtaa OTG -pääportin isäntä- ja laiteohjainten välillä

Lisäksi useimpien gadgetien on oltava joko isäntä tai laite. OTG-laitteistosuunnittelu yhdistää kaikki ohjaimet yhdeksi kaksitoimiohjaimeksi, joka on hieman monimutkaisempi kuin yksittäinen laiteohjain.

Kohdistetut oheislaitteet (TPL)

Valmistajan kohdennettujen oheislaitteiden luettelo (TPL) palvelee isäntälaitteen kohdistamista tiettyihin tuotteisiin tai sovelluksiin sen sijaan, että se toimisi yleiskäyttöisenä isäntänä, kuten tyypillisten tietokoneiden tapauksessa. TPL määrittelee tuotteet, joita "kohdistus" isäntä tukee, ja määrittelee, mitä sen on tuettava, mukaan lukien lähtöteho, siirtonopeudet, tuetut protokollat ​​ja laiteluokat. Se koskee kaikkia kohdennettuja isäntiä, mukaan lukien sekä isäntänä toimivat OTG -laitteet että upotetut isännät.

Pistoke

Vakio-, mini- ja mikro -USB -liittimet (ei mittakaavassa). Piirustusten valkoiset alueet edustavat onttoja tiloja. Kuten pistokkeet on esitetty tässä, USB -logo (valinnaisella kirjaimella A tai B) on ylimuotin päällä kaikissa tapauksissa. Nastan numerointi (katsottuna astioihin) peilataan pistokkeista siten, että pistokkeen nasta 1 yhdistyy liittimen nastaan ​​1.

OTG -miniliittimet

Alkuperäinen USB OTG -standardi esitteli mini-AB-nimisen pistokeliittimen, joka korvattiin micro-AB : llä myöhemmissä versioissa (versio 1.4 eteenpäin). Se voi hyväksyä joko mini-A- tai mini-B-pistokkeen, kun taas mini-A-sovittimet mahdollistavat liitännän oheislaitteista tuleviin A-standardin mukaisiin USB-kaapeleihin. Vakio-OTG-kaapelin toisessa päässä on mini-A-pistoke ja toisessa päässä mini-B-pistoke (siinä ei voi olla kahta samantyyppistä pistoketta).

Laitteesta, johon on liitetty mini-A-pistoke, tulee OTG A -laite ja laitteesta, johon on liitetty mini-B-pistoke, tulee B-laite (katso edellä). Liitetyn pistokkeen tyyppi tunnistetaan ID-nastan tilasta (mini-A-pistokkeen ID-nasta on maadoitettu, kun taas mini-B-pistokkeen kelluva).

On olemassa myös puhtaita mini-A-liitäntöjä, joita käytetään silloin, kun tarvitaan pienikokoista isäntäporttia, mutta OTG: tä ei tueta.

OTG -mikrotulpat

Kun otettiin käyttöön USB-mikropistoke, otettiin käyttöön myös uusi pistokeliitin, nimeltään micro-AB. Se voi hyväksyä joko mikro-A- tai micro-B-pistokkeen. Micro-A-sovittimet mahdollistavat liittämisen standardi-A-pistokkeisiin, kuten kiinteissä tai vakiolaitteissa. OTG-tuotteessa on oltava yksi mikro-AB-liitäntä eikä muita USB-liitäntöjä.

OTG-kaapelin toisessa päässä on mikro-A-pistoke ja toisessa päässä mikro-B-pistoke (siinä ei voi olla kahta samantyyppistä pistoketta). OTG lisää viidennen nastan tavalliseen USB-liitäntään, nimeltään ID-pin; micro-A-pistokkeen ID-nasta on maadoitettu, kun taas micro-B-pistokkeen ID kelluu. Laitteesta, johon on asennettu mikro-A-pistoke, tulee OTG A -laite ja laitteesta, jossa on micro-B-pistoke, B-laite. Pistokkeen tyyppi tunnistetaan nastatunnuksen tilasta.

Kolme muuta ID -nastaista tilaa määritetään nimellisresistanssiarvoilla 124 kΩ , 68 kΩ ja 36,5 kΩ maadoitusnastaan ​​nähden. Niiden avulla laite voi toimia USB -lisälaitelaturien kanssa, joiden avulla OTG -laite voidaan liittää sekä laturiin että toiseen laitteeseen samanaikaisesti.

Näitä kolmea tilaa käytetään seuraavissa tapauksissa:

  • Laturi ja joko mikään laite tai A-laite, joka ei tue V BUS: ää (ei tarjoa virtaa), on liitetty. OTG -laite saa ladata ja käynnistää SRP: n, mutta ei muodostaa yhteyttä.
  • Laturi ja A-laite, joka väittää V BUS: n (antaa virtaa), on liitetty. OTG -laite saa ladata ja muodostaa yhteyden, mutta ei käynnistää SRP: tä.
  • Mukana on laturi ja B-laite. OTG -laite saa ladata ja siirtyä isäntätilaan.

USB 3.0 esitteli taaksepäin yhteensopivan SuperSpeed-laajennuksen micro-AB-liitäntään ja micro-A- ja micro-B-pistokkeisiin. Ne sisältävät kaikki muiden kuin Superspeed-mikroliittimien nastat ja tunnistavat A-laitteen ja B-laitteen roolit ID-nastalla ja lisäävät myös SuperSpeed-nastat.

OTG -mikrokaapelit

USB OTG -sovittimet, keskittimet ja kortinlukijat

Kun OTG-yhteensopiva laite on kytketty tietokoneeseen, se käyttää omaa USB-A- tai USB Type-C -kaapelia (joka päättyy tyypillisesti micro-B-, USB-C- tai Lightning- liittimiin nykyaikaisissa laitteissa). Kun OTG-yhteensopiva laite on liitetty USB-orjalaitteeseen, kuten flash-asemaan, orjalaitteen on joko päädyttävä laitteen liitäntään tai käyttäjän on toimitettava sopiva sovitin, joka päättyy USB-A-liittimeen. Sovittimen avulla kaikki tavalliset USB -oheislaitteet voidaan liittää OTG -laitteeseen. Kahden OTG-yhteensopivan laitteen liittäminen yhteen vaatii joko sovittimen yhdessä orjalaitteen USB-A-kaapelin kanssa tai asianmukaisen kaksipuolisen kaapelin ja ohjelmiston sen hallintaan. Tämä on yleistymässä C-tyypin USB-laitteiden kanssa.

Älypuhelimen ja tabletin toteutus

BlackBerry 10 .2 toteuttaa isäntätilan (kuten BlackBerry Z30 -luurissa ). Nokia on ottanut käyttöön USB OTG: n monissa Symbian-matkapuhelimissaan, kuten Nokia N8, C6-01, C7, Oro, E6, E7, X7, 603, 700, 701 ja 808 Pureview. Joissakin HTC: n tuottamissa huippuluokan Android-puhelimissa ja Sony Xperia- sarjassa on myös se. Samsungin Android -versio 3.1 tai uudempi tukee USB OTG: tä, mutta ei kaikilla laitteilla.

Teknologiasivustoilla (kuten GSMArena, PDAdb.net, PhoneScoop ja muilla) luetellut tiedot voivat auttaa määrittämään yhteensopivuuden. Käyttämällä esimerkkinä GSMArenaa, voit etsiä tietyn laitteen sivun ja tutkia sanastoa kohdasta Tekniset tiedot → Kommentit → USB . Jos "USB-isäntä" näkyy, laitteen pitäisi pystyä tukemaan OTG-tyyppisiä ulkoisia USB-lisälaitteita.

Monissa yllä olevista toteutuksista isäntälaitteessa on vain mikro-B-astia eikä mikro-AB-astia. Vaikka ei-standardeja, mikro-B-mikro-A-liitäntäsovittimia on laajalti saatavilla ja niitä käytetään näiden laitteiden pakollisen mikro-AB-liittimen sijasta.

Yhteensopivuus taaksepäin

USB OTG -laitteet ovat taaksepäin yhteensopivia USB 2.0: n kanssa (USB 3.0 SuperSpeed ​​OTG -laitteille), ja ne toimivat vakio-USB-isäntinä tai -laitteina, kun ne on liitetty tavallisiin (ei-OTG) USB-laitteisiin. Suurin poikkeus on se, että OTG -isäntien on tarjottava vain riittävästi virtaa TPL -luettelossa luetelluille tuotteille, mikä voi olla tai ei riitä muodostamaan yhteyttä oheislaitteeseen, jota ei ole luettelossa. Virtalähteenä toimiva USB -keskitin voi kiertää ongelman, jos sitä tuetaan, koska se tuottaa sitten oman virransa joko USB 2.0- tai USB 3.0 -määritysten mukaisesti.

Jotkin yhteensopimattomuudet sekä HNP: ssä että SRP: ssä otettiin käyttöön OTG -lisäosan 1.3 ja 2.0 versioiden välillä, mikä voi johtaa yhteentoimivuusongelmiin käytettäessä näitä protokollaversioita.

Laturin yhteensopivuus

Tärkeimmät artikkelit: USB -akun lataustiedot ja USB -virransyöttötiedot

Jotkut laitteet voivat ladata USB-portteja sisäänrakennettujen akkujen lataamiseen, kun taas toiset laitteet tunnistavat erillisen laturin ja ottavat yli 500 mA (0,5 A) latauksen nopeammin. OTG -laitteet voivat käyttää jompaa kumpaa vaihtoehtoa.

Katso myös

Viitteet

Ulkoiset linkit