OTG模塊介紹
- FS：全速模式
- LS：低速模式
- OTG：ON THE GO
- OTG_FS為雙重角色設(shè)備，主機(jī)模式+VBUS電荷泵
OTG_FS主要功能
通用功能
- 支持USB2.0
- 支持OTG協(xié)議
- 通過(guò)軟件設(shè)置，設(shè)計(jì)成為：USB全速B類(lèi)設(shè)備，USB主機(jī)A類(lèi)設(shè)備和USB OTG的雙重角色設(shè)備
- 支持全速通信的SOF信號(hào)和低速通信的保持有效信號(hào)
- 支持省電模式
- 提供1.25K字節(jié)專用RAM和高級(jí)FIFO
- 不需要系統(tǒng)介入情況下，保證一個(gè)幀的流量
主機(jī)模式
- 外置VBUS
- 最多支持8個(gè)通道
- 內(nèi)置硬件調(diào)度器
- 專用FIFO
設(shè)備模式
- 雙向控制端點(diǎn)
- 3個(gè)IN端點(diǎn)
- 3個(gè)OUT端點(diǎn)
- 發(fā)送FIFO和接收FIFO
- 4個(gè)專用IN FIFO
- 支持軟件斷開(kāi)
OTG_FS功能描述
框圖如下：
USB1.png
主要模塊包括了全速控制器和全速PHY物理接口
全速控制器
控制獲得48M時(shí)鐘，和系統(tǒng)時(shí)鐘通過(guò)FIFO對(duì)接，F(xiàn)IFO的大小為1.25K字節(jié)。
全速PHY物理接口
物理接口管理四個(gè)引腳：
- DP：內(nèi)置上下拉，由FS控制器來(lái)設(shè)置不同類(lèi)型的需求
- DM
- ID：用于區(qū)分A類(lèi)和B類(lèi)設(shè)備，
- Vbus：內(nèi)置檢測(cè)器，用于測(cè)試UBUS的有效性
OTG雙角色設(shè)備
- ID用于檢測(cè)插入的線是B端還是A端，從而判斷是主機(jī)還是設(shè)備。
- 全局配置的HNP使能位，動(dòng)態(tài)的控制OTG_FS在A類(lèi)主機(jī)和設(shè)備，B類(lèi)主機(jī)和設(shè)備做動(dòng)態(tài)切換。
- SRP可以作為A類(lèi)設(shè)備時(shí)關(guān)閉VBUS以節(jié)能，具體看編程
USB設(shè)備模式
設(shè)備狀態(tài)
- 上電狀態(tài):當(dāng)VBUS檢測(cè)到有效電平后，USB作為設(shè)備進(jìn)入上電狀態(tài)，此時(shí)OTG_FS等待復(fù)位信號(hào)，接收到復(fù)位信號(hào)后，產(chǎn)生中斷，并進(jìn)入默認(rèn)狀態(tài)。
- 軟件斷開(kāi)：可以設(shè)置斷開(kāi)位，移除DP的上拉電阻，從而實(shí)現(xiàn)斷開(kāi)。
- 默認(rèn)狀態(tài)：等待SET_ADDRESS命令，進(jìn)入地址狀態(tài)以后，等待主機(jī)發(fā)起傳輸
- 3ms空閑后，產(chǎn)生掛起中斷，從而FS控制進(jìn)入掛起狀態(tài)，從掛起狀態(tài)，可以設(shè)置WKUPINT或由遠(yuǎn)程來(lái)控制此位，并在15ms內(nèi)清除此位喚醒。
設(shè)備端點(diǎn)
如果按照USB協(xié)議棧的層次劃分
- 一個(gè)Host可能有一個(gè)或者多個(gè)Device
- 一個(gè)Device可能有一個(gè)或者多個(gè)Interface
- 一個(gè)Interface可能有一個(gè)或者多個(gè)Endpoint
- 首先端點(diǎn)跟信號(hào)線沒(méi)任何關(guān)系，如果對(duì)應(yīng)到TCP/IP協(xié)議棧的話，類(lèi)似于TCP/UDP里的端口概念
- 。Host（主機(jī)）連的是Device（設(shè)備），這一層是走物理連接的，也就是這個(gè)信號(hào)線。對(duì)應(yīng)到網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧，就是兩臺(tái)主機(jī)，或者服務(wù)器-客戶機(jī)這種層次（USB線相當(dāng)于網(wǎng)線）。Device（設(shè)備）下可能有多個(gè)Interfece（接口），從這開(kāi)始都是邏輯概念了，一個(gè)Interface，可以理解為像兩個(gè)聯(lián)網(wǎng)的電腦上里不同的通信軟件，比如有瀏覽器，有QQ，每個(gè)Interface模擬一個(gè)設(shè)備功能，比如集成了鍵盤(pán)和鼠標(biāo)的USB設(shè)備，里面就是兩個(gè)interface，一個(gè)是鍵盤(pán)，另一個(gè)是鼠標(biāo)。Interface之間通常是隔離的，互相不干擾。
- 每個(gè)Interface（接口）下面有一個(gè)或者多個(gè)Endpoint（端點(diǎn)），這也是邏輯概念，比如QQ要通信，可能開(kāi)好幾個(gè)端口，同樣U盤(pán)要跟主機(jī)通信，要有控制信號(hào)和數(shù)據(jù)信號(hào)，這些都是不同的端點(diǎn)。端點(diǎn)是USB設(shè)備通信的基本單位，所有通信幾乎都是從端點(diǎn)發(fā)起的。
作為USB設(shè)備，一共有7個(gè)端點(diǎn)，一個(gè)控制，3個(gè)輸入和三個(gè)輸出：
- 控制端點(diǎn)：雙向，IN和OUT獨(dú)立控制，包括配置，控制和中斷三個(gè)寄存器
- 輸入端點(diǎn)：同步，塊傳輸和中斷傳輸，同樣有三個(gè)寄存器，中斷可屏蔽。
- 輸出端點(diǎn)：同輸入。
下面對(duì)配置，傳輸和中斷做分別介紹：
- 配置
- 端點(diǎn)使能
- 激活端點(diǎn)
- 傳輸類(lèi)型（同步，塊傳輸和中斷）
- 最大的USB包
- 與端點(diǎn)匹配的FIFO
- 數(shù)據(jù)包大小
- 幀的奇偶，用于校驗(yàn)
- 可選響應(yīng)，和CRC校驗(yàn)
- 傳輸
- 設(shè)置傳輸長(zhǎng)度和查詢狀態(tài)，只需要設(shè)置單詞的長(zhǎng)度以及數(shù)據(jù)包數(shù)量。
- 中斷
- 作為傳輸，有狀態(tài)和中斷可以設(shè)置和傳輸，具體見(jiàn)庫(kù)函數(shù)。
關(guān)于USB的三種協(xié)議
- USB1.0規(guī)格：頻寬為1.5Mbps.不過(guò)因?yàn)楫?dāng)時(shí)支持USB的周邊裝置少的可憐，所以主機(jī)板商不太把USB Port直接設(shè)計(jì)在主機(jī)板上。
- 速度暴增的USB2.0規(guī)范：規(guī)范把外設(shè)數(shù)據(jù)傳輸速度提高到了480Mbps
- 雙發(fā)雙收的USB3.0規(guī)范：USB3.0的最大傳輸帶寬高達(dá)5.0Gbps(640MB/s),USB3.0 引入全雙工數(shù)據(jù)傳輸。
關(guān)于USB的三類(lèi)數(shù)據(jù)線
- USB Type A:就是我們電腦的那種接口，和鼠標(biāo)的那種公座.
- USB Type B:有三種，一種是粗型，工業(yè)上多一些，另外是以前MP3的MINI USB以及安卓現(xiàn)在普遍用的MICRO USB_B
-
USB Type C:支持正反插入，支持到10G速度，以及電流3A!!!
USB2.png
