Hareket Halinde USB - USB On-The-Go

USB On-The-Go logosu
Akıllı telefonların ve tablet bilgisayarların USB-A bağlantı noktası olmayan USB-B Mikro şarj bağlantı noktaları için USB On-The-Go adaptörü

USB On-The-Go ( USB OTG ya da sadece OTG ) sağlayan ilk 2001 sonlarında kullanılan bir özelliğidir USB cihazlarını gibi, tablet ya da akıllı telefonlar diğer sağlayan bir ev sahibi olarak hareket etmek, USB gibi cihazlar, USB flash sürücüler , dijital bunlara eklenecek kameralar , fare veya klavyeler . USB OTG kullanımı, bu cihazların ana bilgisayar ve cihaz rolleri arasında geçiş yapmasına olanak tanır. Bir cep telefonu çıkarılabilir medyadan ana cihaz olarak okuyabilir, ancak bir ana bilgisayara bağlandığında kendisini bir USB Yığın Depolama Cihazı olarak gösterebilir.

USB OTG, hem ana hem de bağımlı rolleri gerçekleştiren bir cihaz konseptini tanıtır - iki USB cihazı bağlandığında ve bunlardan biri bir USB OTG cihazı olduğunda, bir iletişim bağlantısı kurarlar . Bağlantıyı kontrol eden cihaza master veya host, diğerine ise slave veya çevre birimi denir.

USB OTG, aygıtlar için iki rol tanımlar: OTG A aygıtı ve OTG B aygıtı, hangi tarafın bağlantıya güç sağladığını ve hangisinin başlangıçta ana bilgisayar olduğunu belirtir. OTG A-cihazı bir güç tedarikçisidir ve bir OTG B-cihazı bir güç tüketicisidir. Varsayılan bağlantı yapılandırmasında, A-cihazı, B-cihazı bir USB çevre birimi olarak işlev gören bir USB ana bilgisayarı olarak işlev görür. Host ve periferik modlar, Host Negotiation Protocol (HNP) kullanılarak daha sonra değiştirilebilir.

Her cihazın ilk rolü, kullanıcının yuvasına taktığı mini fiş ile tanımlandı.

genel bakış

Bir dizi cihazı içeren bir USB OTG kurulumu

Standart USB, bir ana/bağımlı mimari kullanır ; bir ana bilgisayar , tüm veri yolu için ana cihaz olarak hareket eder ve bir USB cihazı , bir bağımlı olarak hareket eder. Standart USB uygulanıyorsa, bilgisayarlar genellikle ana bilgisayar olarak ayarlanırken (örneğin) yazıcılar normalde bağımlı olarak işlev görürken, aygıtların şu veya bu rolü üstlenmesi gerekir. USB OTG'nin yokluğunda, cep telefonları genellikle bilgisayarlara ve bilgisayarlardan kolay veri aktarımına izin vermek için bağımlı işlevi uyguladı. Bu tür telefonlar, köleler olarak, köle rolünü de uyguladıkları için yazıcılara kolayca bağlanamadı. USB OTG doğrudan bu sorunu giderir.

Bir aygıt USB veriyoluna takıldığında, ana aygıt veya ana bilgisayar, aygıtla iletişim kurar ve hizmet sağlamayı yönetir (ana bilgisayarın yazılımı, dosya yönetimi veya diğer istenen veri iletişimi türü gibi gerekli veri işlemeyi etkinleştirir veya yapar). veya işlev). Bu, cihazların ana bilgisayara kıyasla büyük ölçüde basitleştirilmesini sağlar; örneğin, bir fare çok az mantık içerir ve neredeyse tüm işi yapmak için ana bilgisayara güvenir. Ana bilgisayar , veri yolu üzerinden tüm veri aktarımlarını kontrol eder , cihazlar yalnızca dikkat edilmesi gerektiğini (yoklama yapıldığında) sinyal verebilir. Örneğin bir telefondan bir yazıcıya iki cihaz arasında veri aktarmak için, ana bilgisayar önce verileri bir cihazdan okur, ardından diğerine yazar.

Master-slave düzenlemesi bazı cihazlarda işe yararken, birçok cihaz, veri yolunu başka ne paylaştığına bağlı olarak master veya slave olarak hareket edebilir. Örneğin, bir bilgisayar yazıcısı normalde bağımlı bir aygıttır, ancak görüntüler içeren bir USB flash sürücü yazıcının USB bağlantı noktasına bilgisayar yokken (veya en azından kapalıyken) takıldığında, yazıcının ana bilgisayarın rolü, doğrudan flash sürücüyle iletişim kurmasına ve ondan görüntüleri yazdırmasına izin verir.

USB OTG, bir cihazın hem ana hem de bağımlı rolleri yerine getirebileceğini kabul eder ve böylece terminolojiyi ustaca değiştirir. OTG ile, bir cihaz, bir bağlantı yöneticisi olarak hareket ederken bir ana bilgisayar veya bir bağlantı bağımlısı olarak hareket ederken bir "çevre birimi" olabilir. Ana bilgisayar ve çevresel roller arasındaki seçim, tamamen cihazın bağlı olduğu kablonun hangi ucuna göre yapılır. Başlangıçta kablonun "A" ucuna bağlanan "A-cihazı" olarak bilinen cihaz, varsayılan ana bilgisayar olarak işlev görürken "B" ucu, "B- olarak bilinen varsayılan çevre birimi olarak işlev görür. cihaz".

İlk başlatmadan sonra, veri yolu kurulumu normal USB standardında olduğu gibi çalışır, A-cihazı B-cihazını kurar ve tüm iletişimleri yönetir. Ancak, aynı A-cihazı başka bir USB sistemine takıldığında veya tahsis edilmiş bir ana bilgisayar kullanılabilir olduğunda, bu bir köle haline gelebilir.

USB OTG, bir USB hub kullanımını engellemez , ancak yalnızca iki OTG cihazının doğrudan bağlı olduğu bire bir bağlantı durumunda ana bilgisayar-çevre birimi rol değişimini açıklar. Rol takas yapar değil de kesilmiş kadar bir aygıt bir ana ve bir çevresel gibi diğer olarak hareket edecek şekilde, standart bir göbek ile gerçekleşir.

Özellikler

USB OTG, 2001'in sonlarında üzerinde anlaşmaya varılan ve daha sonra revize edilen Evrensel Seri Veri Yolu (USB) 2.0 spesifikasyonunun ekinin bir parçasıdır . Ekin en son sürümü , hedeflenen yeteneklere ve PC'ler tarafından kullanılan aynı USB Standard-A bağlantı noktasına sahip bir Gömülü Ana Bilgisayar için davranışı da tanımlar .

SuperSpeed ​​OTG cihazları, Yerleşik Ana Bilgisayarlar ve çevre birimleri, USB OTG ve Yerleşik Ana Bilgisayar Eki aracılığıyla USB 3.0 spesifikasyonu ile desteklenir.

protokoller

USB 2.0 spesifikasyonuna yönelik USB OTG ve Gömülü Ana Bilgisayar Eki, üç yeni iletişim protokolü tanıttı :

Algılama Protokolü (ADP) Ekle
Bir OTG cihazının, yerleşik ana bilgisayarın veya USB cihazının, USB veriyolunda güç olmadığında ek durumunu belirlemesine izin vererek hem eklemeye dayalı davranışı hem de ek durumunu görüntüleme özelliğini etkinleştirir. Bunu, takılı başka bir cihaz, sarkan bir kablo veya kablo olup olmadığını belirlemek için USB bağlantı noktasındaki kapasitansı periyodik olarak ölçerek yapar. Cihaz ekini belirtmek için kapasitansta yeterince büyük bir değişiklik algılandığında, bir A-cihazı USB veriyoluna güç sağlayacak ve cihaz bağlantısını arayacaktır. Aynı zamanda, bir B-cihazı SRP üretecek (aşağıya bakınız) ve USB veri yolunun güçlenmesini bekleyecektir.
Oturum İstek Protokolü (SRP)
Her iki iletişim cihazının da bağlantının güç oturumunun ne zaman aktif olduğunu kontrol etmesine izin verir; standart USB'de yalnızca ana bilgisayar bunu yapabilir. Bu, kameralar ve cep telefonları gibi pille çalışan cihazlar için çok önemli olan güç tüketimi üzerinde hassas kontrol sağlar. OTG veya yerleşik ana bilgisayar, çevre birimi (OTG veya standart USB aygıtı olabilir) güç gerektirene kadar USB bağlantısını elektriksiz bırakabilir. OTG ve yerleşik ana bilgisayarların tipik olarak yedek pil gücü çok azdır, bu nedenle USB bağlantısını elektriksiz bırakmak pil çalışma süresinin uzatılmasına yardımcı olur.
Ana Bilgisayar Müzakere Protokolü (HNP)
Her ikisinin de OTG çift rollü cihazlar olması koşuluyla, iki cihazın ana bilgisayar/çevre birimi rollerini değiştirmesine izin verir. Ana bilgisayar/çevre birimi rollerini tersine çevirmek için HNP'yi kullanarak, USB OTG aygıtı, veri aktarımı zamanlamasının kontrolünü elde etme yeteneğine sahiptir. Böylece, herhangi bir OTG cihazı, USB OTG veri yolu üzerinden veri aktarımını başlatabilir. Ekin en son sürümü ayrıca, ana bilgisayar cihazının bir ana bilgisayar olmak isteyip istemediğini belirlemek için aktif bir oturum sırasında çevre birimini periyodik olarak yokladığı HNP sorgulamasını da tanıttı.
HNP'nin temel amacı, gerçekleştirmek istedikleri görev için A ve B cihazlarını (aşağıya bakın) yanlış yönde bağlamış olan kullanıcıları barındırmaktır. Örneğin, bir yazıcı A-cihazı (ana bilgisayar) olarak bağlanır, ancak kameranın yazdırma işlerini temsilini anlamadığından belirli bir kamera için ana bilgisayar olarak işlev göremez. Bu kamera yazıcıyla nasıl konuşulacağını öğrendiğinde, yazıcı, kameranın ana bilgisayar haline gelmesiyle birlikte bağımlı rolüne geçmek için HNP'yi kullanır, böylece kamerada depolanan resimler kabloları yeniden bağlamadan basılabilir. Yeni OTG protokolleri, özel bir kablo aracılığıyla elektrik sinyaline dayandıklarından standart bir USB hub'ından geçemezler.

USB 3.0 spesifikasyonuna yönelik USB OTG ve Gömülü Ana Bilgisayar Eki, ek bir iletişim protokolü sunar:

Rol Değiştirme Protokolü (RSP)
RSP, USB 3.0 spesifikasyonu tarafından sağlanan standart mekanizmaları genişleterek HNP ile aynı amaca (yani rol değiştirme) ulaşır. USB OTG ve USB 3.0 spesifikasyonunun Yerleşik Ana Bilgisayar Eki'ni takip eden ürünlerin de geriye dönük uyumluluğu korumak için USB 2.0 ekini izlemesi gerekir. RSP'yi desteklemek için SuperSpeed ​​OTG cihazları (SS-OTG) gereklidir. SuperSpeed ​​Çevre Birimi Özellikli OTG cihazlarının (SSPC-OTG) RSP'yi desteklemesi gerekli değildir, çünkü bir çevre birimi olarak yalnızca SuperSpeed'de çalışabilirler; SuperSpeed ​​ana bilgisayarları yoktur ve bu nedenle yalnızca USB 2.0 veri hızlarında HNP kullanarak rol takası yapabilirler.

Cihaz rolleri

USB OTG, aygıtlar için iki rol tanımlar: OTG A aygıtı ve OTG B aygıtı, hangi tarafın bağlantıya güç sağladığını ve hangisinin başlangıçta ana bilgisayar olduğunu belirtir. OTG A-cihazı bir güç tedarikçisidir ve bir OTG B-cihazı bir güç tüketicisidir. Varsayılan bağlantı yapılandırmasında, A-cihazı , B-cihazı bir USB çevre birimi olarak işlev gören bir USB ana bilgisayarı olarak işlev görür . Ana bilgisayar ve çevresel modlar daha sonra HNP veya RSP kullanılarak değiştirilebilir. Her OTG denetleyicisi her iki rolü de desteklediğinden, genellikle "OTG denetleyicileri" yerine "Çift Rollü" denetleyiciler olarak adlandırılırlar.

İçin entegre devre (IC) tasarımcılar, USB OTG çekici bir özelliği daha az kapılarla fazla USB kabiliyeti kazanmak için yeteneğidir.

"Geleneksel" bir yaklaşım, test etmek ve hata ayıklamak için daha fazla kapıyla sonuçlanan dört denetleyici içerir:

  • EHCI (bir kayıt arabirimi) tabanlı USB yüksek hızlı ana bilgisayar denetleyicisi
  • OHCI'ye dayalı tam/düşük hızlı ana bilgisayar denetleyicisi (başka bir kayıt arabirimi)
  • Hem yüksek hem de tam hızları destekleyen USB cihaz denetleyicisi
  • OTG kök bağlantı noktasını ana bilgisayar ve aygıt denetleyicileri arasında değiştirmek için dördüncü denetleyici

Ayrıca, çoğu gadget'ın bir ana bilgisayar veya cihaz olması gerekir. OTG donanım tasarımı, tüm denetleyicileri, tek bir aygıt denetleyicisinden biraz daha karmaşık olan tek bir çift rol denetleyicide birleştirir.

Hedeflenen çevre birimi listesi (TPL)

Bir üreticinin hedeflenen çevre birimi listesi (TPL), bir ana bilgisayar cihazını, tipik PC'lerde olduğu gibi genel amaçlı bir ana bilgisayar olarak işlev görmek yerine belirli ürünlere veya uygulamalara odaklama amacına hizmet eder. TPL, "hedefleme" ana bilgisayarı tarafından desteklenen ürünleri belirtir ve çıkış gücü, aktarım hızları, desteklenen protokoller ve cihaz sınıfları dahil olmak üzere neyi desteklemesi gerektiğini tanımlar. Hem ana bilgisayar olarak görev yapan OTG cihazları hem de gömülü ana bilgisayarlar dahil olmak üzere tüm hedeflenen ana bilgisayarlar için geçerlidir.

Fiş

Standart, mini ve mikro USB fişleri (ölçekli değil). Çizimlerdeki beyaz alanlar içi boş alanları temsil etmektedir. Fişler burada gösterildiği gibi, USB logosu (isteğe bağlı A veya B harfi ile) her durumda kalıbın üstündedir. Pim numaralandırması (prizlere bakıldığında), fiş üzerindeki pim 1 yuvadaki pim 1'e bağlanacak şekilde fişlerden yansıtılır.

OTG mini fişler

Orijinal USB OTG standardı , daha sonraki revizyonlarda (Revizyon 1.4'ten itibaren) mikro-AB ile değiştirilen mini-AB adlı bir fiş yuvası tanıttı . Mini-A fişi veya mini-B fişi kabul edebilirken mini-A adaptörleri çevre birimlerinden gelen standart A USB kablolarına bağlantı sağlar. Standart OTG kablosunun bir ucunda mini-A fişi ve diğer ucunda mini-B fişi vardır (aynı tipte iki fiş olamaz).

Mini-A fişi takılı olan cihaz OTG A-cihazı olur ve mini-B fişi takılı olan cihaz bir B-cihazı olur (yukarıya bakın). Takılan fişin türü, ID pininin durumu ile tespit edilir (mini-A fişinin ID pini topraklanır, mini-B fişi ise yüzer haldedir).

Kompakt bir ana bilgisayar bağlantı noktasının gerekli olduğu, ancak OTG'nin desteklenmediği yerlerde kullanılan saf mini-A yuvaları da mevcuttur.

OTG mikro fişleri

USB mikro fişin tanıtılmasıyla birlikte mikro-AB adı verilen yeni bir fiş yuvası da tanıtıldı. Bir mikro-A fişi veya bir mikro-B fişi kabul edebilir. Micro-A adaptörleri, sabit veya standart cihazlarda kullanıldığı gibi standart-A fişlerine bağlantı sağlar. Bir OTG ürününün tek bir mikro-AB yuvası olması ve başka USB yuvası olmaması gerekir.

Bir OTG kablosunun bir ucunda bir mikro-A fişi ve diğer ucunda bir mikro-B fişi vardır (aynı tipte iki fişe sahip olamaz). OTG, standart USB konektörüne ID-pin adı verilen beşinci bir pin ekler; micro-A fişinin ID pini topraklanırken micro-B fişindeki ID yüzer haldedir. Mikro-A fişi takılı bir cihaz, bir OTG A-cihazı olur ve mikro-B fişi takılı bir cihaz, bir B-cihazı olur. Takılan fişin türü, pin kimliğinin durumu tarafından algılanır.

Toprak pinine göre 124 kΩ , 68 kΩ ve 36.5 kΩ nominal direnç değerlerinde üç ek ID pin durumu tanımlanmıştır . Bunlar, cihazın , OTG cihazının aynı anda hem şarj cihazına hem de başka bir cihaza bağlanmasına izin veren USB Aksesuar Şarj Adaptörleri ile çalışmasına izin verir.

Bu üç durum şu durumlarda kullanılır:

  • Bir şarj cihazı ve ya hiçbir cihaz ya da V BUS'u desteklemeyen (güç sağlamayan) bir A-cihazı takılı. OTG cihazının SRP'yi şarj etmesine ve başlatmasına izin verilir ancak bağlanamaz.
  • Bir şarj cihazı ve V BUS'u (güç sağlıyor) belirten bir A-cihazı takılı. OTG cihazının şarj olmasına ve bağlanmasına izin verilir ancak SRP'yi başlatmaz.
  • Bir şarj cihazı ve bir B-cihazı takılıdır. OTG cihazının şarj olmasına ve ana bilgisayar moduna girmesine izin verilir.

USB 3.0, mikro-AB yuvasının ve mikro-A ve mikro-B fişlerinin geriye dönük uyumlu bir SuperSpeed ​​uzantısını tanıttı. Superspeed olmayan mikro konektörlerin tüm pinlerini içerirler ve A-cihazı ve B-cihazı rollerini tanımlamak için ID pinini kullanırlar, ayrıca SuperSpeed ​​pinlerini de eklerler.

OTG mikro kabloları

USB OTG adaptörleri, hub'ları ve kart okuyucuları

OTG özellikli bir cihaz bir PC'ye bağlandığında, kendi USB-A veya USB Type-C kablosunu kullanır (genellikle modern cihazlar için mikro-B, USB-C veya Lightning fişleriyle biter ). Flash sürücü gibi bir USB bağımlı aygıta OTG özellikli bir aygıt takıldığında, bağımlı aygıt ya aygıt için uygun bağlantıyla bitmeli ya da kullanıcı USB-A ile biten uygun bir adaptör sağlamalıdır. Adaptör, herhangi bir standart USB çevre biriminin bir OTG cihazına bağlanmasını sağlar. İki OTG özellikli cihazı birbirine bağlamak, bağımlı cihazın USB-A kablosuyla bağlantılı bir adaptör veya uygun bir çift taraflı kablo ve onu yönetmek için bir yazılım uygulaması gerektirir. Bu, USB Type-C cihazlarda yaygın hale geliyor.

Akıllı telefon ve tablet uygulaması

BlackBerry 10.2, Ana Bilgisayar Modu'nu uygular ( BlackBerry Z30 cep telefonunda olduğu gibi). Nokia, Nokia N8, C6-01, C7, Oro, E6, E7, X7, 603, 700, 701 ve 808 Pureview gibi birçok Symbian cep telefonuna USB OTG uyguladı. HTC tarafından üretilen bazı üst düzey Android telefonlar ve Xperia serisi altındaki Sony de buna sahiptir. Samsung Android sürüm 3.1 veya daha yenisi, USB OTG'yi destekler, ancak tüm cihazlarda desteklemez.

Teknoloji web sitelerinde (GSMArena, PDAdb.net, PhoneScoop ve diğerleri gibi) listelenen özellikler uyumluluğun belirlenmesine yardımcı olabilir. Örnek olarak GSMArena'yı kullanarak, belirli bir cihaz için sayfa bulunur ve Özellikler → İletişim → USB altındaki laf kalabalığı incelenir . "USB Host" gösteriliyorsa, cihaz OTG tipi harici USB aksesuarlarını destekleyebilmelidir.

Yukarıdaki uygulamaların çoğunda, ana cihaz, bir mikro-AB yuvası yerine yalnızca bir mikro-B yuvasına sahiptir. Standart olmamasına rağmen, mikro-B'den mikro-A'ya priz adaptörleri yaygın olarak bulunur ve bu cihazlarda zorunlu mikro-AB prizinin yerine kullanılır.

Geriye dönük uyumluluk

USB OTG cihazları, USB 2.0 (SuperSpeed ​​OTG cihazları için USB 3.0) ile geriye dönük uyumludur ve standart (OTG olmayan) USB cihazlarına bağlandığında standart USB ana bilgisayarları veya cihazları gibi davranır. Ana istisna, OTG ana bilgisayarlarının yalnızca TPL'de listelenen ürünler için yeterli güç sağlaması gerekmesidir; bu, listelenmemiş bir çevre birimine bağlanmak için yeterli olabilir veya olmayabilir. Güçlendirilmiş bir USB hub , destekleniyorsa sorunu ortadan kaldırabilir, çünkü daha sonra USB 2.0 veya USB 3.0 özelliklerine göre kendi gücünü sağlayacaktır.

OTG ekinin 1.3 ve 2.0 sürümleri arasında, hem HNP hem de SRP'deki bazı uyumsuzluklar ortaya çıktı ve bu, bu protokol sürümlerini kullanırken birlikte çalışabilirlik sorunlarına yol açabilir.

Şarj uyumluluğu

Ana maddeler: USB Pil Şarj Spesifikasyonu ve USB Güç Dağıtım Spesifikasyonu

Bazı cihazlar yerleşik pilleri şarj etmek için USB bağlantı noktalarını kullanabilirken, diğer cihazlar özel bir şarj cihazı algılayabilir ve 500 mA'dan (0,5 A) fazla çekerek daha hızlı şarj olmalarını sağlar. OTG cihazlarının her iki seçeneği de kullanmasına izin verilir.

Ayrıca bakınız

Referanslar

Dış bağlantılar