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TB-064
第11章
USB OTG (On-The-Go) 規格
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USB OTG 規格
第11章
 11-1
USB OTG 簡介
 11-2
USB On-The-Go 裝置類型
 11-3
OTG 電器與機械特性
 11-4
SRP（Session request protocol）協定
 11-5
HNP（Host negotiation protocol）協定
 11-6
USB OTG 描述元
 11-7
嵌入式 USB 主機
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USB OTG 簡介
 有限制的主機功能。
 當變成裝置端時，必須支援全速傳輸。
 當變成主機端時，至少要支援全速的 USB 裝置，但不強制要
求支援高速或是低速裝置。
 可連結的目標裝置列表（TPC）。
 必須告知使用者傳輸的狀態。
 至少能提供 8mA 的電源給裝置端。
 支援 SRP（Session request protocol）協定。
 支援 HNP（Host negotiation protocol）協定。
 僅能有一個且唯一的 Mini-AB 插座。
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USB On-The-Go 裝置類型
USB OTG 有兩種類型：雙重角色 OTG 裝置（Dual-Role Device，簡
稱 DRD）與純周邊裝置（Peripheral-only OTG device）
雙重角色的 OTG 裝置可以作為 USB 裝置或是 USB 主機，並且透過
纜線提供 8mA 電流。但純周邊 OTG 裝置則沒有主機性能，必須向雙
重角色 OTG 裝置（主機）來請求以被允許能夠實現 USB 通信。雙重
角色的 OTG 裝置必須能以全速規格來執行，但高速執行方式則是可
選擇的。而純周邊 OTG 裝置則是可以設計在高速、全速和低速中的
任一種方式下工作。
 A 裝置 VS. B 裝置
 可連結的目標裝置列表
 不允許未告知使用者發生錯誤的狀態或動作
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不允許未告知使用者發生錯誤的狀態或動作
當 OTG 裝置在使用時，必須將目前狀態讓使用者知道，
尤其是以下 3 種狀況：
 在 OTG 裝置成為主機端時，連結的裝置並不支援
時。
 B 裝置開始 SRP 的動作時。
 B 裝置完成 SRP 的動作後，A 裝置未回應時。
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OTG 電器與機械特性
接頭及插座
在 USB 2.0 規定中，可以使用以下的接頭及插座：
 標準 A 接頭（plug）及插座（receptacle）。
 標準 B 接頭及插座。
 Mini-B 接頭及插座。
而 OTG 1.0 新增加的接頭及插座：
 Mini-A 接頭及插座。
 Mini-AB 插座，只能接受 Mini-A 型或 Mini-B 型接頭。
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11-3-2
纜線與轉接頭
USB 2.0 規定可以使用以下的纜線類型：
 標準 A 接頭對標準 B 接頭：5 公尺 。
 標準 A 接頭對 Mini-B 接頭：5 公尺 。
 連到裝置的標準 A 接頭連接線，如滑鼠上面所附的纜線。
而 OTG 1.0 新增加的纜線類型，如下所列：
 Mini-A 接頭對標準 B 接頭：4.5 公尺 。
 Mini-A 接頭對 Mini-B 接頭：4.5 公尺 。
 直接連到裝置的 Mini-A 接頭纜線。
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電源供應
當 OTG 裝置成為主機端時，至少必須供應 8mA 的電源給裝置
端。OTG 裝置成為裝置端時，則不需供應電源，但也不能從
VBUS 汲取超過 8mA 的電源。
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SRP（Session request protocol）協定
為達到省電的目的，當 OTG 裝置成為主機端時，可以將 VBUS
的電源切斷，以節省電源。這種 SRP 協定則是提供一個機制，
允許讓裝置端告知主機端重新提供電源，並且恢復在USB線路
上的相關活動，以利裝置端傳輸資料。
在SRP協定中的 “Session” 是指在 VBUS 上的電壓超過有效電壓
閥 值 的 期 間 。 對 於 A 裝 置 來 說 ， VA_VBUS_VLD 必 須 落 在
2.0~0.8V之間，而對於 B 裝置來說，VB_VBUS_VLD則必須落在
4.0~0.8V之間。一個 “Session” 的結束則是由 OTG 裝置端（並
不一定是 B裝置）來辨識，當 VBUS 上的電壓小於 0.8V 時，就
可以視為一個 “Session” 的結束。而當上一個 “Session” 結束
後，OTG 裝置端才有權利再向主機端要求重新開始執行另一個
“Session”。
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HNP（Host negotiation protocol）協定
HNP 協定進行時，A 裝置須先透過 OTG 規格所新定義的 Set
Feature 裝置要求來啟動 B 裝置的匯流排控制傳輸。一旦啟動之後，
B 裝置就可以在 A 裝置允許的狀況下，進行匯流排的運作。當 A
裝置想讓 B 裝置成為主機端時，首先 A 裝置會停止所有的資料傳
輸，使匯流排暫停，接著 B 裝置可拉低 D+ 引線至低準位，產生
一個斷線訊號（disconnect），然後 A 裝置會啟動其資料引線的提
升電阻器（pull-up resi- stor），完成主/從操作模式的切換。在切換
之後，B 裝置就可擔任主機端角色，而 A 裝置則以周邊的裝置端
模式回應。
如果 B 裝置想要將主機端的主控權歸還 A 給裝置，可以暫停匯流
排，並啟動本身的 D+ 提升電阻，A 裝置感測到之後，會停止本身
的 D+ 提升電阻，並恢復成主機端模式操作。
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當兩個 OTG 裝置（裝置一和裝置二）相連結時，裝置
一不支援裝置二，但裝置二可以支援裝置一，那麼這
兩個裝置是如何進行 HNP 協定的操作呢？以下，分為
兩種狀況來說明：
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USB OTG 描述元
根據 USB OTG 的規格，所有支援 USB OTG 的 SRP 與
HNP 協定的裝置都需另外增加其特定的描述元。在裝置列
舉的過程中，A 裝置會透過 GetDescriptor（取得配置描述
元）要求來取得 USB 裝置的配置描述元時，可獲得 B 裝
置的 OTG 描述元。USB OTG 描述元是由 3 個位元組所構
成，如表 11.2 所示。
有了特定的 USB OTG 描述元，也會有相對的 USB OTG 要
求。因此，除了需支援標準的 USB 裝置要求外，USB
OTG 裝置還需支援特定的 USB OTG 裝置要求命令。不同
的群組裝置或是USB OTG 裝置皆有其特定的命令要求。
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嵌入式 USB 主機
一台執行作業系統的 PC 主機可同時擁有高達數千個
USB 驅動程式，並能從中選擇一個驅動程式來支援一
台特定的 USB 裝置。讀者可以在其作業系統中的登錄
編輯器來觀察得到。但由於資源有限，目前的嵌入式
產品中很少有支援這麼多裝置的產品。因此，OTG 規
定雙重角色 OTG 裝置必須具有其所要支援的每種或每
一群組 USB 裝置的驅動程式，這即所謂的 “目標周邊
裝置列表（TPL）”，其由幾種或幾類 USB 裝置的驅
動程式所組成。
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