PC领域的消费者大多是在商场的货架上认识USB相关产品，包括压缩驱动器、数位相机、印表机、扫描器、PDA、MP3播放器、快闪记忆体驱动器及其它许多具备新功能的技术产品。 USB介面最初只是简单地用于PC与印表机之间。事实上，对于消费者及其PC应用环境而言，USB连接目前普遍应用于全速（Full Speed​​，FS-12 Mbps）或高速（High Speed​​，HS-480 Mbps）及滑鼠应用常见的低速（Low Speed​​，LS-1.5 Mbps）环境。

随着业界不断朝向超可携式设备的方向发展，显然地，未来市场的可携式设备可以直接连接到另一个可携式设备，不需要经过主机PC。例如，按照传统方法，使用者会将数位相机中的相片先传送到PC，然后再下载到彩色相片印表机。不过在未来，使用者可以直接将数位相机的相片下载到相片印表机，而不需要透过PC主机。这种连结方式叫做USB“On-The-Go”（OTG），其1.0a版已于2001年12月获得批准，以做为USB2.0的补充规格。

OTG特性

OTG的特性包括：为可携式设备提供有限的主机性能；采用主机协商协定（HNP）、对话请求协定（SRP）及目标周边表（TPL）；实体上使用更小的连接器来区分自身与标准的USB介面。 HNP过程可以让两个可携式设备协商谁来担任“主机（host）”。通常，“主机”会是带迷你AB（mini-AB）连接器 （可能是数位相机） 的设备，而周边是插入迷你B连接器的B设备 （相片印表机）。如果两个设备都有迷你AB连接器，具备迷你A插头连接的设备将“初始化”成为主机。HNP可以让两个设备进行角色转换，因此若以相片印表机为例，可在发出请求后立刻成为主机，以便传送存储的相片。但希望成为主机的设备必须能够以最小8mA的电流驱动VBUS，而且带迷你AB插口的产品必须具有主机能力。这种设备既可是主机又可做为周边，所以我们称之为“双重角色设备”（DRD）。

DRD是特定的设备类型，必须具有发起和回应SRP事件的能力。当消费者不经意地在设备之间后向连接OTG缆线时，主机角色的交换也很重要，这时一个设备只能作为OTG周边。只能做OTG周边设备的特点是有迷你B插口或带迷你A插头的撷取缆线（captive cable），这时，器件会交换主机角色，而不会发送出错误资讯及更改线缆连接。作为一个主机，DRD不需要支援所有USB或USB OTG产品，但制造商需要指定DRD在TPL中支援的周边。

可能有人会问，哪个设备在即插即用后即初始为主机？这已依据独特的缆线力学原理，在OTG补充规格中作出定义。在缆线末端，迷你AB插口（DRD）、迷你A和迷你B插头都采用第五个引脚（ID）来支持不同的电气特性。对于迷你A插头，该ID引脚透过一个低于10 ? 的电阻连接到 GND；对于迷你B插头，该引脚则处于浮动状态，或透过一个高于100 k? 的电阻连接到GND。

由于设备既可做为主机又可做为周边，明显地可根据事件请求及资料传送方向进行上拉和下拉电阻的交换（设备是主机还是周边──这与上行或下行终止要求有关）。对于HNP和SRP，OTG也受时间的驱动，所以需要不同的RC时间常数。 OTG设备（矽）必须能够提供与其控制器进行通信的手段，以便发送控制、中断及状态资讯。这一般是透过专用串列汇流排界面 （SBI） 或I2C [1] 介面来实现。 (图一)是简化的OTG收发器模组方块图，包含了主要的功能模组。

《图一 简化的OTG收发器模块示意图》

在OTG收发器内，需要对中断源进行跟踪并将状态传递给控制器​​/应用处理器。在OTG协议中，多项参数或功能必须得到满足，才能实现正确的资料传输。有效的VBUS（＞4.4V）、有效的对话阈值（对A设备和B设备）、关闭VBUS以降低功耗的能力及唤醒功能（SRP）、主机角色转换及由此产生的VBUS驱动能力都是要支援的功能，并需要在各种控制暂存器内设定、清除或读取位元，使OTG保持正常工作。

OTG应用──以车用套件为例

OTG收发器的其中一种初始驱动应用是免手持行动电话通信，并透过业界称为车用套件（Carkit）的设备来实现，但其他配件（如PDA、行动电话、手提电脑和相机）也符合CEA -936-A[2]规格协议。这个规格仍在发展中，未来的OTG产品中还会支援更多的应用。

车用套件是行动通讯的一种方法，透过行动电话及支架、扬声器及“按即通话”的按钮来实现；又或者将行动电话及支架连接到整合了车用套件放大器/处理器的汽车立体声系统，利用汽车立体声扬声器和独立的麦克风或整合在立体声系统面板上的麦克风。无论汽车立体声如何实现，行动电话（或支架）的缆线介面会是迷你B，车用套件则为迷你A。目前的车用套件包括基本与高级两种子类型；基本的车用套件不包含车用套件处理器，也不支援来自电话的UART讯号指令，但可进入信号转换位准的“UART”模式。基本车用套件也不支援立体声模式或提供电流限制功能，但却支援电话与车用套件之间的中断，以便实现“按即通话”功能。另一方面，高级车用套件支持电流限制功能、立体声模式及UART讯号，因为要满足指定的协议和暂存器组讯号功能才能定义为高级的车用套件操作模式 。

(图二)所示为典型车用套件应用中的OTG收发器，其中电话/车用套件处理器透过扬声器阻抗（ZPH_SPKR_OUT）直接将扬声器（DC）偏置信号传送给D+ 和D-USB资料线。图二还显示将ID引脚添加到标准的4线USB介面（不包括缆线遮罩）连接器（VBUS、D+、D- 和GND）以后，该介面（不包括缆线遮罩）是一个5线缆线/连接器（VBUS、D+、D-、ID和GND）。汽车套件规格也支援标准的4线USB介面。一些售后市场的车用套件配置更带有点火感测（ignition sensing）、行动电话充电、汽车静音功能（要求支持汽车立体声功能或插入继电器），甚至能够透过车用套件电子模组连接手提电脑。

《图二 电话/车用套件应用中的OTG收发器》

图二中，阻抗ZPH_SPKR_OUT可当作基频或应用处理器的电流限制器，会在音频模式下设定D+/D- 资料线上的DC偏置电压，并向基频介面提供位准转换。需要注意的是，在USB模式下与D+/D- 线的连接应为“Rs高端”，因此需要针对静音功能将资料线接地，确保立体声模式高级车用套件之应用没有分阻器。 ZPH_SPKR_OUT的最大（输出）阻抗​​通常为200? 的几何数量级，而且必须考虑基频I/O的最大过压容差。该阻抗通路是使过压击穿减至最低的关键，所以也应该用于将麦克风或扬声器阻抗及功率传送匹配的最佳化。麦克风信号在基频与车用套件处理器之间透过D+ USB资料线进行传输。此外，电话处理器可使D+/D- USB资料线保持在3.3V以外的电压值，因此理想的情况是用缓冲器或开关替代ZPH_SPKR_OUT，将音频通路与USB资料通路分隔开来。分隔音频通路的一种常用方法是使用类比开关。

OTG/车用套件应用中的类比开关

目前立体声车用套件主要用于简单音频通信，并采用立体声扬声器系统来获得行动电话音频，但该规格还会进一步扩充，使资料与语音一起传输。例如在立体声显示器上显示来电者身分，或者在通话时透过来电待接显示来电者资料。新一代汽车立体声系统 （高级车用套件） 可透过OTG协定从可携式设备下载或上传MP3。同样地，汽车娱乐系统也将OTG协定用于互动式用户体验，如高保真音频和视频资料传输。

在(图三)，阻抗ZPH_SPKR_OUT 被类比开关所取代，可以对D+/D- USB资料线及电话处理器进行隔离。因为在音频模式下不需要保持USB输出阻抗规格（对于FS，ZDRV＝28 至44 ?），类比开关的选择是音频/视频信号品质要求（串音、频宽、插入损耗、关断隔离）及可用电源的函数。

《图三 电话/车用套件应用中的模拟开关》

结语

因此，深入了解类比开关及其特性是非常重要的。如果没有适当的考虑，插入损耗、频宽、关断隔离、串音、RON、RFLAT及电流“源/吸收”能力都可能影响最终产品。低RON开关可能具有更佳的信号品质特性，但或许不会保护处理器，使其免受瞬态电流的冲击。 RON值会受到产品应用所引进音频放大器结构的影响。类比开关则能够在车用套件与基频处理器之间提供良好的音频通路隔离。

（作者为快捷半导体积体电路部应用工程师）

延 伸 阅 读	在个人电脑逐渐走向家庭娱乐平台的趋势下，与之连结的众多消费性电子产品内建USB2.0与IEEE1394等高速传输介面的比例亦逐年上升。相关介绍请见「从个人电脑娱乐化看USB与IEEE1394的发展趋势」一文。 当进行可携设备的设计时，工程师在选择类比开关时必须特别关注RON、串扰、THD、频宽、电荷注入、插损等参数。你可在「可携设备及消费电子USB应用中的类比开关选择」一文中得到进一步的介绍。 旧式USB介面的单向传输方式已很难匹配现今可携式电子产品的强大功能，市场需要的是让可携式装置直接互连的双向联结方式。在「USB 2.0 OTG行动版规格概述」一文为你做了相关的评析。

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