1.6.1 设备描述符 每个USB设备都有一个唯一的设备描述符,如下表所示:
1.6.2 配置描述符 每个USB设备都有默认的配置描述符,支持至少一个接口,每个配置描述符如下表:
1.6.3 接口描述符 设备应至少支持一个接口,如:块传输数据接口,部分设备可能支持其它的接口。复合设备可以支持额外接口,以支持音频和视频功能。标准中并没有定义此类接口。接口可能有多个可选设置,主机将会检查每个可选的设置。
1.6.4 端点描述符 每个设备至少支持控制端点0。USB设备应该支持三类端点:控制端点、输入端点和输出端点。
2. OTG协议 OTG设备采用Mini-AB插座,相对于传统的USB数据线,Mini-AB接口多了一根数据线ID,ID线是否接入将Mini-AB接口分为Mini-A和Mini-B接口两种类型。在OTG设备之间数据连接的过程中,通过OTG数据线Mini-A和Mini-B接口来确定OTG设备的主从:接入Mini-A接口的设备默认为A设备(主机设备);接入Mini-B接口的设备,默认为B设备(从设备)。
A设备和B设备无需交换电缆接口,即可通过主机交换协议(HNP)实现A、B设备之间的角色互换。同时,为了节省电源,OTG允许总线空闲时A设备判断电源。此时,若B设备希望使用总线,可以通过会话请求协议(SRP)请求A设备提供电源。
2.1 HNP(主机交换)协议 当Mini-A接口接入A设备并确定A设备为主机时;若B设备希望成为主机,则A设备向B设备发送SetFeature命令,允许B设备进行主机交换。B设备检测到总线挂起5ms后,即挂起D+并启动HNP,使总线处于SE0状态。此时A设备检测到总线处于SE0状态,即认为B设备发起主机交换,A设备进行响应。待B设备发现D+线为高电平而D-线为低电平(J状态),表示A设备识别了B设备的HNP请求。B设备开始总线复位并具有总线控制权,主机交换协议完成。
2.2 SRP(会话请求)协议 对于主机,要求能响应会话请求;对于设备,仅要求能够发起SRP协议。OTG设备,不仅要求发起SRP,而且还能响应SRP请求。
SRP分为数据线脉冲调制和电压脉冲调两种方式,B设备发起SRP必须满足以下两个条件:
1) B设备检测到A设备低于其有效的电压阈值,同时B设备低于有效的电压阈值。
2) B设备必须检测到D+和D-数据线至少在2ms的时间内低于有效阈值,即处于SE0状态。
数据线脉冲调制会话请求:B设备必须等到满足以上两个条件后,将数据线接入上拉电阻一定的时间,以备A设备过滤数据线上的瞬间电压。与此同时,B设备上拉D+以便于在全速模式下进行初始化操作。A设备在检测到D+变为高电平或D-变为低电平时产生SRP指示信号。
Vbus脉冲调制会话请求:B设备同样需等待满足上述两个初始化条件,然后B设备通过对电容充电以提高总线电压,待达到总线上的电压阈值,唤醒A设备。在充电过程中,一定要保证充电的电压峰值在一定的范围以避免烧坏A设备。
3. USB驱动架构
USB驱动架构如下图所示:
3.1 USB主机端驱动
USB核心(USBD)是整个USB驱动的核心部分,从上图可知,一方面USBD对接收到USB主机控制器的数据进行处理,并传递给上层的设备端驱动软件;同时也接收来自上层的非USB格式数据流,进行相应的数据处理后传递给USB主机控制器驱动。 |