usb-OTG-ADP-HNP-SRP 游戏手柄, 兼容性, speed, 键盘

yuyang911220

1. USB速率        这得从USB的发展过程说起。
USB 1.0：最早的USB标准，有187.5Kbps和1.5Mbps两种传输速率，最高传输速率1.5Mbps
USB 1.1：传输速率为USB 1.0标准的8倍，有1.5Mbps和12Mbps两种传输速率，最高速率12Mbps
USB 2.0：较新的USB标准，最高传输速率为480Mbps
USB 3.0：据说是最新的USB标准，最高传输速率为4.8Gbps（还没见过这种设备）
可能是出于兼容性方面的原因，USB 2.0支持三种传输速率：
low speed：1.5Mbps（HID设备，例如鼠标、键盘、游戏手柄，通常使用这种速率）
full speed：12Mbps
high speed：480Mbps
        2. USB OTG        想了解USB OTG的工作原理，需要知道三个协议：
ADP：Attach Detection Protocol
HNP：Host Negotiation Protocol
SRP：Session Request Protocol
        2.1 ADP        USB主从设备或USB OTG设备，如何知道USB总线上有没有挂接其它USB设备呢？USB设备会周期性地检测USB端口的电容值，如果USB端口电容值变化足够大，大到可以确定有新的USB设备接入了，那么USB A型设备会为USB总线提供电源，并检测设备连接；而USB B型设备则发起一个会话请求（SRP），并等待A型设备的响应。
        2.2 HNP        2.2.1 主从设备是如何确定的？        USB OTG既可以做主设备，也可以做从设备。在系统运行过程中，OTG设备的角色（主设备or从设备）可以转换，但是，在系统刚启动时，OTG设备的角色是确定的。如何确定的呢？下面来解决这个问题  
  

上图是几种典型的USB接口，其中Mini-A型、Mini-B型、Micro-AB型和Micro-B型口都有五个管脚，管脚顺序是
1：Vbus
2：D-
3：D+
4：ID
5：GND
若是ID管脚接地，则该设备为A设备；若ID管脚悬空，则该设备是B设备，其中A设备是initial host，B设备是initial peripheral。即系统刚启动时，A设备是主设备，B设备是从设备。如下图所示，左边的设备是B设备，右边的USB设备是A设备。
  

值得注意的是，在系统运行的过程中，USB设备的主从角色可能会变化，但是A设备/B设备的名称不会变化。也就是说，在系统运行过程中，A设备有可能从主设备变成从设备，但是A设备仍然叫做A设备；B设备类似。
另外，A设备始终是供电设备，而与A设备扮演的角色无关。即使A设备变成了从设备，仍然由A设备供电。
        2.2.2 为什么需要更换主从设备的角色呢？          
上图为一个需要互换角色的例子。左边是一台PDA，PDA里有打印机驱动，但由于它是B设备，因此初始角色是从设备。很显然，在打印服务的过程中，有必要互换PDA和打印机的角色。
我们在开发i.MX233开发板的过程中，ID管脚没有引出来，因此，默认i.MX233是从设备。可是USB摄像头也是从设备，这样i.MX233没有办法转换成主设备，从而i.MX233无法使用USB Camera。
        2.3 SRP
        正如刚刚提到的那样，A设备一直供电，即使A设备通过HNP协议由主设备变成从设备了，也一直由A设备供电。然而，在嵌入式系统里，尤其是只有电池供电的系统里，功耗是一个很重要的性能指标。A设备可以通过停止供电终止会话，进而降低功耗。这样就产生了一个问题，如果B设备要求开启一个会话，该怎么办？
SRP可以解决这个问题。根据SRP，B设备可以请求A设备打开电源，开始一个会话（session）。
  
如上图所示，B设备中的SRP PULSE会先给D+引脚一个脉冲，之后再给VBUS一个脉冲，这样可以唤醒A设备。相应的，右边的A设备检测到D+或VBUS上的信号，则开启VBUS并启动会话。