USB On-The-Go 工作原理分析和應(yīng)用研究
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USB接口層為OTG主機(jī)和OTG設(shè)備提供物理連接，USB系統(tǒng)軟件使用主機(jī)控制器來管理主機(jī)與 USB設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸。USB系統(tǒng)軟件相對(duì)于主機(jī)控制器而言，處理的是以客戶角度觀察的數(shù)據(jù)傳輸及客戶與設(shè)備的交互。USB設(shè)備層為USB主機(jī)系統(tǒng)軟件提供一個(gè)可用的邏輯設(shè)備。主機(jī)通過與之功能匹配的客戶軟件實(shí)現(xiàn)其各種功能。
OTG設(shè)備與以往的USB設(shè)備一樣有兩種通道：數(shù)據(jù)流通道和消息通道。數(shù)據(jù)流通道沒有定義好的結(jié)果，而消息通道則有固定的結(jié)構(gòu)。但是，每個(gè)通道都有一定的帶寬、傳輸類型、傳輸方向和緩沖區(qū)大小。自供電設(shè)備配置一個(gè)默認(rèn)的控制通道，由他提供該設(shè)備的配置和狀態(tài)等信息。
OTG設(shè)備與以往的USB設(shè)備一樣有兩種通道：數(shù)據(jù)流通道和消息通道。數(shù)據(jù)流通道沒有定義好的結(jié)果，而消息通道則有固定的結(jié)構(gòu)。但是，每個(gè)通道都有一定的帶寬、傳輸類型、傳輸方向和緩沖區(qū)大小。自供電設(shè)備配置一個(gè)默認(rèn)的控制通道，由他提供該設(shè)備的配置和狀態(tài)等信息。
2目前數(shù)碼相機(jī)伴侶存在的問題及其解決方案
上面對(duì)USB OTG的工作原理的主要部分進(jìn)行了說明，下面將探討USB OTG的應(yīng)用。
當(dāng)前隨著中高檔數(shù)碼設(shè)備如數(shù)碼相機(jī)的價(jià)格的下降，已經(jīng)開始普及到千家萬戶，統(tǒng)計(jì)表明 ，2003年上半年數(shù)碼相機(jī)的銷量達(dá)到38.5萬臺(tái)，年底有望突破100萬臺(tái)，其進(jìn)口量比去年同期增加了53倍，而現(xiàn)在一般使用的數(shù)碼相機(jī)象素在200萬~400 萬，尤其以320萬象素左右的為市場(chǎng)熱點(diǎn)，如果要拍攝高質(zhì)量的照片，每張會(huì)超過1M，即使是256M的存儲(chǔ)空間也會(huì)很快消耗光了，而現(xiàn)在市場(chǎng)上CF卡等存儲(chǔ)介質(zhì)的價(jià)格一直高居不下，所以就應(yīng)運(yùn)而生了一種叫做數(shù)碼相機(jī)伴侶(典型的產(chǎn)品如Phototainer，韓國(guó)Innoplus公司產(chǎn)品)的電子消費(fèi)類產(chǎn)品。 這類產(chǎn)品能夠提供以下功能：
(1)通過讀卡機(jī)，能把各種存儲(chǔ)介質(zhì)（比如SD卡，CF卡等）上的內(nèi)容拷貝到移動(dòng)硬盤中去 ，為外出旅行的人們提供了極大的方便。
(2)通過USB口，可以在計(jì)算機(jī)上和數(shù)碼相機(jī)伴侶之間進(jìn)行數(shù)據(jù)拷貝、刪除等功能。
(3)提供大容量的存儲(chǔ)空間（從10 GB到40 GB都有），外出旅行的人再也不必為存儲(chǔ)卡的容量操心了，大可放心的拍攝。
作者認(rèn)為這類產(chǎn)品美中不足的是：
(1)他讀取數(shù)碼相機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)的方法是通過讀卡機(jī)來實(shí)現(xiàn)的，也就是必須把數(shù)碼相機(jī)的存儲(chǔ)介質(zhì)取下來，插到數(shù)碼相機(jī)伴侶上的插口里，不但很不方便，而且注定了數(shù)碼相機(jī)伴侶的尺寸重量不會(huì)很小，由于存在不同存儲(chǔ)介質(zhì)還必須有不同類型的插口（一般都是要兩種插口 ）。
(2)為了兼容多種存儲(chǔ)介質(zhì)，還必須要配置轉(zhuǎn)接設(shè)備。
(3)耗電量也很大的，一般來說，一次充電只能用1~2 h。
(4)當(dāng)前許多此類產(chǎn)品還采用USB 1.1接口，傳輸速度顯然不可能達(dá)到用戶的期望。
針對(duì)上面存在的問題，作者考慮把USB OTG技術(shù)應(yīng)用到數(shù)碼相機(jī)伴侶上來，從以下幾個(gè)方面進(jìn)行改進(jìn)：
(1)采用PHILIPS ISP1362芯片［4］來實(shí)現(xiàn)USB OTG功能。優(yōu)點(diǎn)如下：
?、倮肬SB OTG的雙重角色功能，使之可以在連接到其他便攜式數(shù)碼產(chǎn)品或者存儲(chǔ)介質(zhì)時(shí)可以作為主機(jī)，來完成數(shù)據(jù)從其他外設(shè)拷貝到移動(dòng)硬盤中；當(dāng)他連接到PC中時(shí)，就可以作為普通的USB設(shè)備，由PC控制，進(jìn)行數(shù)據(jù)的操作。
?、诓捎肬SB OTG，整體結(jié)構(gòu)將發(fā)生翻天覆地的變化，將讀取數(shù)據(jù)等工作將由芯片完成 ，也就省去了很多關(guān)系存儲(chǔ)卡的工作，所以可以將尺寸和重量做的很小，而且在使用的時(shí)候也是很方便的，只要使用USB電纜連接移動(dòng)硬盤和數(shù)碼相機(jī)伴侶等設(shè)備就可以了。
③USB OTG的優(yōu)秀電源管理能力也能使電池的使用時(shí)間更加持久。
(2)可以考慮采用大容量微硬盤，一方面滿足大容量的存儲(chǔ)需求，另一方面可以把整個(gè)數(shù)碼相機(jī)伴侶體積大幅度的減小。
(3)USB 2.0在速度上的優(yōu)勢(shì)已經(jīng)得到了市場(chǎng)的積極支持，所以采用的USB 2.0接口保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)母咝А?
經(jīng)過改進(jìn)后的數(shù)碼相機(jī)伴侶與目前市面上的數(shù)碼相機(jī)伴侶相比，具有如下特點(diǎn)：
(1)PHILIPS ISP1362芯片來實(shí)現(xiàn)USB OTG功能，無需PC就可把圖像等數(shù)據(jù)拷貝到硬盤上。
(2)內(nèi)置1英寸大容量微硬盤，滿足現(xiàn)在數(shù)據(jù)大量存儲(chǔ)的要求。
(3)無需取下數(shù)碼相機(jī)等數(shù)碼設(shè)備的存儲(chǔ)卡，使用方便。
(4)采用USB 2.0規(guī)范，最高速度可以達(dá)到480 Mb/s。
(5)可以充當(dāng)便攜式移動(dòng)硬盤，完成數(shù)據(jù)備份等工作。
(6)簡(jiǎn)單控制，只有電源和復(fù)制按鈕，即可輕松實(shí)現(xiàn)對(duì)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的操作。
(7)采用微硬盤，典型的產(chǎn)品如Magicstore,體積可以更小，更時(shí)尚誘人。
(8)使用LCD顯示各種狀態(tài)。
(9)由于使用了OTG的特別供電模式，電源耐久性會(huì)有很好表現(xiàn)。
具有USB OTG功能的數(shù)碼相機(jī)伴侶由于其具有海量存儲(chǔ)、存取數(shù)據(jù)、存取速度快和出色的電源管理等特點(diǎn)，不僅可以充當(dāng)便攜式移動(dòng)硬盤，更為外出旅行的人提供了極大的方便。
上面對(duì)USB OTG的工作原理的主要部分進(jìn)行了說明，下面將探討USB OTG的應(yīng)用。
當(dāng)前隨著中高檔數(shù)碼設(shè)備如數(shù)碼相機(jī)的價(jià)格的下降，已經(jīng)開始普及到千家萬戶，統(tǒng)計(jì)表明 ，2003年上半年數(shù)碼相機(jī)的銷量達(dá)到38.5萬臺(tái)，年底有望突破100萬臺(tái)，其進(jìn)口量比去年同期增加了53倍，而現(xiàn)在一般使用的數(shù)碼相機(jī)象素在200萬~400 萬，尤其以320萬象素左右的為市場(chǎng)熱點(diǎn)，如果要拍攝高質(zhì)量的照片，每張會(huì)超過1M，即使是256M的存儲(chǔ)空間也會(huì)很快消耗光了，而現(xiàn)在市場(chǎng)上CF卡等存儲(chǔ)介質(zhì)的價(jià)格一直高居不下，所以就應(yīng)運(yùn)而生了一種叫做數(shù)碼相機(jī)伴侶(典型的產(chǎn)品如Phototainer，韓國(guó)Innoplus公司產(chǎn)品)的電子消費(fèi)類產(chǎn)品。 這類產(chǎn)品能夠提供以下功能：
(1)通過讀卡機(jī)，能把各種存儲(chǔ)介質(zhì)（比如SD卡，CF卡等）上的內(nèi)容拷貝到移動(dòng)硬盤中去 ，為外出旅行的人們提供了極大的方便。
(2)通過USB口，可以在計(jì)算機(jī)上和數(shù)碼相機(jī)伴侶之間進(jìn)行數(shù)據(jù)拷貝、刪除等功能。
(3)提供大容量的存儲(chǔ)空間（從10 GB到40 GB都有），外出旅行的人再也不必為存儲(chǔ)卡的容量操心了，大可放心的拍攝。
作者認(rèn)為這類產(chǎn)品美中不足的是：
(1)他讀取數(shù)碼相機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)的方法是通過讀卡機(jī)來實(shí)現(xiàn)的，也就是必須把數(shù)碼相機(jī)的存儲(chǔ)介質(zhì)取下來，插到數(shù)碼相機(jī)伴侶上的插口里，不但很不方便，而且注定了數(shù)碼相機(jī)伴侶的尺寸重量不會(huì)很小，由于存在不同存儲(chǔ)介質(zhì)還必須有不同類型的插口（一般都是要兩種插口 ）。
(2)為了兼容多種存儲(chǔ)介質(zhì)，還必須要配置轉(zhuǎn)接設(shè)備。
(3)耗電量也很大的，一般來說，一次充電只能用1~2 h。
(4)當(dāng)前許多此類產(chǎn)品還采用USB 1.1接口，傳輸速度顯然不可能達(dá)到用戶的期望。
針對(duì)上面存在的問題，作者考慮把USB OTG技術(shù)應(yīng)用到數(shù)碼相機(jī)伴侶上來，從以下幾個(gè)方面進(jìn)行改進(jìn)：
(1)采用PHILIPS ISP1362芯片［4］來實(shí)現(xiàn)USB OTG功能。優(yōu)點(diǎn)如下：
?、倮肬SB OTG的雙重角色功能，使之可以在連接到其他便攜式數(shù)碼產(chǎn)品或者存儲(chǔ)介質(zhì)時(shí)可以作為主機(jī)，來完成數(shù)據(jù)從其他外設(shè)拷貝到移動(dòng)硬盤中；當(dāng)他連接到PC中時(shí)，就可以作為普通的USB設(shè)備，由PC控制，進(jìn)行數(shù)據(jù)的操作。
?、诓捎肬SB OTG，整體結(jié)構(gòu)將發(fā)生翻天覆地的變化，將讀取數(shù)據(jù)等工作將由芯片完成 ，也就省去了很多關(guān)系存儲(chǔ)卡的工作，所以可以將尺寸和重量做的很小，而且在使用的時(shí)候也是很方便的，只要使用USB電纜連接移動(dòng)硬盤和數(shù)碼相機(jī)伴侶等設(shè)備就可以了。
③USB OTG的優(yōu)秀電源管理能力也能使電池的使用時(shí)間更加持久。
(2)可以考慮采用大容量微硬盤，一方面滿足大容量的存儲(chǔ)需求，另一方面可以把整個(gè)數(shù)碼相機(jī)伴侶體積大幅度的減小。
(3)USB 2.0在速度上的優(yōu)勢(shì)已經(jīng)得到了市場(chǎng)的積極支持，所以采用的USB 2.0接口保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)母咝А?
經(jīng)過改進(jìn)后的數(shù)碼相機(jī)伴侶與目前市面上的數(shù)碼相機(jī)伴侶相比，具有如下特點(diǎn)：
(1)PHILIPS ISP1362芯片來實(shí)現(xiàn)USB OTG功能，無需PC就可把圖像等數(shù)據(jù)拷貝到硬盤上。
(2)內(nèi)置1英寸大容量微硬盤，滿足現(xiàn)在數(shù)據(jù)大量存儲(chǔ)的要求。
(3)無需取下數(shù)碼相機(jī)等數(shù)碼設(shè)備的存儲(chǔ)卡，使用方便。
(4)采用USB 2.0規(guī)范，最高速度可以達(dá)到480 Mb/s。
(5)可以充當(dāng)便攜式移動(dòng)硬盤，完成數(shù)據(jù)備份等工作。
(6)簡(jiǎn)單控制，只有電源和復(fù)制按鈕，即可輕松實(shí)現(xiàn)對(duì)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的操作。
(7)采用微硬盤，典型的產(chǎn)品如Magicstore,體積可以更小，更時(shí)尚誘人。
(8)使用LCD顯示各種狀態(tài)。
(9)由于使用了OTG的特別供電模式，電源耐久性會(huì)有很好表現(xiàn)。
具有USB OTG功能的數(shù)碼相機(jī)伴侶由于其具有海量存儲(chǔ)、存取數(shù)據(jù)、存取速度快和出色的電源管理等特點(diǎn)，不僅可以充當(dāng)便攜式移動(dòng)硬盤，更為外出旅行的人提供了極大的方便。
3結(jié)語
分析討論了USB 2.0補(bǔ)充規(guī)范OTG的工作原理，作者針對(duì)目前數(shù)碼相機(jī)伴侶存在的問題提出了應(yīng)用USB OTG技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)的方案。USB OTG已受到Cypress等芯片供應(yīng)商、軟件開發(fā)商和設(shè)備制造商的廣泛支持，該方案從理論上和實(shí)際應(yīng)用上都是實(shí)際可行的，非常具有應(yīng)用價(jià)值。USB OTG規(guī)范是USB 2.0規(guī)范的補(bǔ)充而不是替代品。PC主機(jī)和標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)并沒有被取代，因?yàn)樾碌腛TG僅適用于需要具有主機(jī)功能和更小體積的便攜式設(shè)備。OTG在這些外設(shè)間引入了點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的(point to point)通信方式，這使得便攜式儀器的發(fā)展有了更加廣闊的空間，OTG不久將會(huì)成為新一代的“移動(dòng)計(jì)算”解決方案。
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評(píng)論