(教學文件)關於OTG - 儲存設備

OTG

USB技術的發展，使得PC和週邊設備能?透過簡單方式、將不同的傳輸設備連接在一起，上

述我們所提到的應用，都可以透過USB的規格，作為PC的週邊裝置，在PC的控制下進行數

據的交換。但這種方便的方式，一旦離開了PC，各個設備間無法單獨利用USB進行操作，

因為沒有一個設備能夠充當像PC主機一樣的功能，也就是所謂的主體端(Host)。

USB OTG是USB On-The-Go的縮寫，是近年發展起來的技術，2001年12月18日由USB

Implementers Forum公布，主要應用于各種不同的設備或移動設備間的連接，進行數據交

換。特別是PDA、行動電話、其他消費性電子商品。改變如數位相機、攝影機、印表機等設

備間多種不同格式的連接不便。

在OTG產品中，增加了一些新的特性：

* 新的標準，適用於設計小巧的連接器及電線；

* 在傳統的週邊設備上，增加了Host能力，且適用點對點的連接；

* 這種能力可以在兩個設備間動態的切換；

* 低功耗，保證USB可以在電池供電的情況下正常的工作

使用OTG後，不影響原設備和PC的連接，但使得在市場上所有的USB的設備，可以開始透過

OTG互聯

USB OTG規格的特性跳脫了標準化PC的規格，提供兩個USB裝置連結互通的可行性。擴大了

產品創意以及獨特姓，卻同時提高了USB OTG設計上的複雜性。各式的應用應運而生，如

手機、PDA、數位音樂撥放機、可攜式儲存設備…等。由於單獨Host與Device結合面臨的

挑戰是產品應用以及產品最佳化，如何利用USB OTG有限的資源達成PC上面執行的應用都

考驗者設計者的功力、經驗以及Know How。

USB OTG是USB規格制訂者論壇（USB-IF, USB Implementer’s Forum）針對行動裝置如

PDA、數位相機與行動電話等設計的USB 2.0加強功能，包括英特爾、微軟、飛利浦等許多

資訊大廠都是USB-IF的成員之一，USB OTG介面強調可以達到點對點（Point to Point）

的連結，讓行動裝置未來不需經過個人電腦或筆記型電腦即可互傳檔案，如數位相機與手

機直接以USB OTG與PDA連接傳輸檔案等

越來越多的非PC可攜式設備需要扮演USB主控端與USB週邊設備雙重角色，為實現這種應用

模式，必須將OTG主控端功能嵌入到這些設備中。要達到這個目標，可將USB主控端或OTG

IP嵌入至主控端CPU中，或重新設計系統的PCB，並加入USB OTG晶片功能(USB OTG控制晶

片或USB OTG橋接晶片)。

現今的行動運算與通訊裝置大都搭載通用序列匯流排(USB)週邊連結功能，能與USB主控端

進行通訊，USB主機端通常是個人電腦。但根據USB的規格，兩組週邊裝置無法直接相互通

訊，也就是現今大多數USB系統必須配合PC才能使用。值得注意的是USB規格中並沒有限制

性的要求，強制這種以PC為中心的使用模式。為突破這種限制，業界制定出USB On the

Go(OTG)規格，讓兩個支援OTG規格的系統能直接進行通訊。OTG是USB 2.0的增補規格。

OTG技術讓個人數位助理(PDA)能將文件直接輸出至印表機印出；讓MP3隨身聽能互傳檔案

；照相手機能將影像直接送至印表機列印，以及其它眾多以往無法進行的應用模式。

有鑒於業界需要擴增現有USB裝置與週邊設備的功能，於是希望藉由USB OTG規格來補強現

有USB裝置與USB週邊設備的功能，在裝置中加入主控端的功能藉此與USB週邊設備直接通

訊。這將創造出一個‘緊密連結的USB裝置環境’，讓現今最普及的連結技術達到更理想

的境界。

市場的趨勢顯示，使用者愈來愈需要行動裝置同時搭載USB主控端與USB週邊的功能，也就

是所謂的雙重角色裝置，以便支援列印與大容量儲存的應用。為實現這些應用模式，OTG

主控端功能被嵌入至非PC的可攜式設備。要達到這個目標，可將USB主控端或OTG智產(IP)

嵌入至主機CPU中，或重新設計系統的印刷電路板(PCB)，並將USB OTG晶片功能加入USB

OTG控制晶片或USB OTG橋接晶片中。

除了硬體的變更之外，USB OTG要建置在可攜式USB嵌入型系統之前，還必須考量軟體與耗

電率的因素。

單晶片USB OTG控制器方案為嵌入型系統與週邊裝置提供一套簡單的點對點連結方案。這

種模式讓工程師能專注於系統層級的設計以及與USB晶片廠商合作，開發主控端中央處理

器(CPU)的USB介面，並協助USB晶片廠商能提供軟體支援方案。

USB晶片廠商最為重視的就是特定作業系統平台的USB軟體支援。根據以往的經驗，USB軟

體支援是最耗時費力的研發工作。

USB或USB OTG的軟體支援相當複雜:並非所有USB晶片廠商都有能力支援全套軟體，因為市

面上有許多不同的作業系統。不同的行動電話製造商在其手機上使用不同的作業系統；例

如像Linux、WinCE mobile、VxWorks、以及Nucleus等。

要解決支援不同作業系統的難題，其中一種方法就是透過模組化的技術，例如像Philips

的FlexiUSB堆疊元件。這種堆疊能提供廣泛的平台支援，並針對各種嵌入型系統提供一套

收錄完整類別趨動程式的元件庫。元件庫能迅速移植到即時作業系統(RTOS)以及各種尚未

被支援的處理器。這種模組支援全速與高速USB OTG解決方案。在FlexiUSB堆疊中，OTG控

制方面的應用編程介面(API)可直接被應用程式層所使用。

以電池供電的可攜式嵌入型USB系統，最重要的考量因素就是壓低耗電率。在以PC為中心

的環境中，PC扮演主控端的角色，能為USB裝置與USB週邊設備供應電源。在內建主控端或

OTG功能的雙重角色USB可攜式裝置中，USB裝置必須為USB週邊設備供應8mA的電源。此外

，外部電源控制電路的大量耗電率的問題亦須克服。因此，OTG控制器必須儘可能降低耗

電率並納入各種關鍵的省電功能。

在建置一套單晶片USB OTG控制器時，設計者須考量要支援哪些介面：支援的介面必須相

容於現今市面上大多數主控端CPU。例如，ISP1362與ISP1761具備支援直接記憶體存取

(DMA)的原生型CPU介面，能支援大多數ARM、MIPS、以及各種精簡指令集(RISC)處理器。

某些主控端CPU廠商亦針對這些USB OTG控制器推出參考設計方案。

包括可拍照手機在內的可攜式行動裝置，其關鍵容量持續增加，USB傳輸的流量亦隨之成

長，故需要運用像是ISP1761這類高速USB OTG解決方案來滿足對於高速USB OTG功能的需

求。在現今的市場，尚未有主控端CPU或基頻晶片組能提供高速USB OTG功能。

以上資料來源http://ecshop.apacer.com.tw/Instruction.asp

已經宇瞻科技同意轉載

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