CN103559149A

CN103559149A - Usb otg双角色设备工作方式切换的方法及系统

Info

Publication number: CN103559149A
Application number: CN201310524854.5A
Authority: CN
Inventors: 左成兵
Original assignee: Shanghai Feixun Data Communication Technology Co Ltd
Current assignee: Shanghai Feixun Data Communication Technology Co Ltd
Priority date: 2013-10-30
Filing date: 2013-10-30
Publication date: 2014-02-05

Abstract

本发明公开了一种实现USB OTG双角色设备工作方式切换的方法以及采用该方法的系统，该方法基于系统内USB OTG双角色设备中的NFC控制器，通过满足两部设备间NFC触发条件，实现两种设备工作方式的自动切换，该方法可以减少切换中的界面操作，针对现有嵌入式设备，大大提高了用户的操作体验，同时，操作简单，不存在专业性操作，使得切换操作时间减少，接受度提高。

Description

USB OTG双角色设备工作方式切换的方法及系统

技术领域

本发明涉及信息通信领域，具体的涉及一种实现USB OTG双角色设备工作方式切换的方法以及采用该方法的系统。

背景技术

USB OTG标准在完全兼容USB2.0标准的基础上，增添了电源管理功能，它允许设备既可作为主机，也可作为外设操作，由此USB OTG有两种设备类型：双角色设备（Dual-role Device,简称为DRD）和单外部设备（Peripheral-OnlyDevice，简称为POD），单外部设备基本与一般的外设功能近似，在此不用赘述。

双角色设备具备Host和Device的两种工作模式。当作为主机工作时，双角色OTG设备可在总线上提供8mA的电流，而以往标准主机则需要提供100～500mA的电流。两个双角色OTG设备连接在一起时可交互以Host和Device的模式工作。Host设备负责初始化数据通信，比如总线复位、获取各种USB描述符和配置设备。双角色设备完全符合USB2.0标准，并可提供一定的主机检测能力，支持主机会话协议（HNP，Host Negotiation Protocol）和对话请求协议（SRP，Session Request Protocol）。

现有技术中，A和B两台双角色设备要在OTG协议下实现B-Device切换到B-Host，必须通过人工干预在B-Device的配置描述符中加上OTG描述符然后软断开以让A-Host重枚举并执行HNP会话来交换A-Host和B-Device双方的角色。

目前，实现USB OTG双角色设备多见于一些嵌入式设备，由于嵌入式设备的屏幕一般比较小并且用户界面体验较差，导致用户要花费不少的时间去使能OTG HNP的功能，同时用户对该项功能的接受度也较低，正基于此不足，使得USB OTG双角色设备技术并没能得到较好的推广。

发明内容

本发明要解决的问题是减少用户操作的不便，提高用户的操作体验，得到一种操作简单的实现USB OTG双角色设备工作方式切换的方法，包括以下步骤：

S1、第一设备与第二设备连接，第一设备为Host状态，第二设备为Device状态，所述第一设备提供VBUS电源，枚举并配置所述第二设备；所述第一、第二设备均为USB OTG双角色设备并包括NFC模块，所述第一、第二设备的NFC（Near Field Communications,近场通讯）模块开启；

S2、所述第一、第二设备的NFC模块被触发，所述第一、第二设备的NFC模块相互检测到对方发出的信号，相互识别为需要交换角色的设备；

S3、所述第二设备将OTG描述符加入配置描述符，软断开USB控制器；

S4、所述第一设备重新枚举所述第二设备，所述第一设备检测到所述第二设备的配置描述符中包含OTG描述符，挂起所述第二设备所连的HUB控制器端口并启动HNP会话，则所述第一设备为Device状态，所述第二设备为Host状态；

S5、所述第二设备提供VBUS电源，枚举并配置所述第一设备，实现OTG两用设备的自动切换。

较佳的，所述步骤S1中的设备连接为通过无线连接或通过数据线连接。

较佳的，所述步骤S2中，所述第一、第二设备的NFC模块被触发的条件为：所述第一、第二设备的NFC模块之间的距离满足预设范围。

较佳的，所述步骤S5之后还包括以下步骤：当所述第二设备执行完数据传输后，放弃总线控制权返回Device状态，所述第一设备重新获得总线控制权返回Host状态。

或者，也可以在执行完数据传输后，通过重复步骤S2，通过再次满足两部设备NFC触发条件，使得两部设备再次识别为需要交换角色，此时，第一设备将USB设备的配置描述符加上OTG描述符，重新打包后软断开USB控制器；第二设备重枚举第一设备，当第二设备检测到第一设备的配置描述符包含有OTG描述符时挂起第一设备所连的HUB控制器端口并启动HNP会话，实现第二设备处于Device状态，第一设备处于Host状态；第一设备提供VBUS电源，枚举并配置第二设备，实现OTG两用设备的自动切换。

为了解决背景技术中的相关问题，本发明还提供了一种可实现自动切换的USB OTG双角色设备系统，系统包括第一设备和第二设备，所述第一、第二设备为相互连接的USB OTG双角色设备，所述第一、第二设备包括NFC模块，所述NFC模块包括NFC模块触发条件。

较佳的，所述第一、第二设备通过无线连接或通过数据线连接。

较佳的，所述NFC模块触发条件为：所述第一、第二设备的NFC模块之间的距离满足预设范围。

采用上述可实现自动切换的USB OTG双角色设备系统，利用相应的自动切换方法，相较传统的USB OTG双角色设备的切换具有以下优势：

（1）减少了切换中的界面操作，针对现有嵌入式设备，大大提高了用户的操作体验，使得相关设备不需要为提高操作体验而扩大操作界面，避免了不必要的成本增加；

（2）操作简单，通过两个设备的相互靠近即可识别并自动实现切换，不需要在操作界面中锁定相应菜单，寻找切换触发按钮等专业性操作，使得切换操作时间减少，对设备的间切换的操作接受度提高，不需要进行专门的操作培训。

附图说明

图1为本发明操作流程图。

图2为本发明电位时序图。

具体实施方式

实施例一

一台打印机和一部手机内部都嵌有NFC芯片，其都支持NFC控制器，其同在一个局域网内部，其通过WIFI相互连接实现数据传输，该打印机和手机都为支持OTG技术的两用设备。假设相应驱动兼容程序已安装到位，如图1所示，打印机对应图中设备A，手机对应图中设备B，当通过WIFI接通两个设备时，设定打印机先获得总线控制权，因此打印机处于Host，初始化为主机，提供VBUS电源，枚举并配置手机，使得手机作为打印机的外设处于Device。打印机的驱动程序存在移动终端中，基于手机中一个文档的打印需要，此时需要让手机作为主机，通过调用手机中打印机的驱动程序，来实现打印任务。这样，打印机自然就需要转化为外设，由于二者内部均包含有NFC芯片，这时将手机轻轻触碰打印机，保证其内部NFC芯片实现信号沟通。打印机和手机接收特定射频信号，识别为需要交换双方角色，实现了S1过程，满足了切换条件。

手机将自己的USB配置描述符添加OTG描述符，重新打包后软断开USB控制器，实现USB的断开，由于检测到手机从打印机主机断开，因此打印机将重枚举手机，如图中S2，枚举过程中，打印机将检测到手机的配置描述符包含有OTG描述符，于是便挂起手机所连的HUB控制器端口并启动HNP会话，如图中S3，进而使打印机由Host转为Device。

此时手机提供VBUS电源，并枚举配置打印机，如图中S4，将其识别为手机的一个外设，最终实现了OTG两用设备的自动切换。

完成打印任务后，两个设备又要实现交换，通过再一次的将手机轻轻触碰打印机，打印机和手机接收到需要交换双方角色的信号提示，此时，打印机将USB设备的配置描述符加上OTG描述符，重新打包后软断开USB控制器；手机重枚举打印机，当手机检测到打印机的配置描述符包含有OTG描述符时挂起打印机所连的HUB控制器端口并启动HNP会话，实现手机处于Device，打印机处于Host；打印机提供VBUS电源，枚举并配置手机，二者所属状态转化回来。

实施例二

为保证数码影像质量，同时可实现数码影响在平板电脑中的查看与编辑，因此需要实现数码相机与平板电脑间的信息交流。一台数码相机和一部手机内部都嵌有NFC芯片，其都支持NFC控制器，且其通过Micro USB线相互连接实现数据传输，该数码相机和平板电脑都为支持OTG技术的两用设备。假设相应驱动兼容程序已安装到位，如图2所示，当通过Micro USB线接通两个设备时，设定数码相机先获得总线控制权，平板电脑仅仅作为一种显示外设，通过接受数码相机提供的显示数据，实现显示功能。因此数码相机处于Host，初始化为主机，提供VBUS电源，枚举并配置平板电脑，使得平板电脑处于Device，此时二者的状态即为图中STATE A。在浏览过后，需要从数码相机中将部分图片载入平板电脑中，通过平板电脑中的程序对照片进行加工处理，因此需要以平板电脑为主机，而数码相机作为一类数据载体的外设。由于二者内部均包含有NFC芯片，这时将数码相机靠近平板电脑，保证其内部NFC芯片通过射频技术向彼此发送射频信号可以被接收。数码相机和平板电脑接收特定射频信号，识别为需要交换双方角色，满足了切换条件。

平板电脑先将自己的USB配置描述符添加OTG描述符，重新打包后软断开USB控制器，实现USB的断开，由于检测到平板电脑从数码相机主机断开，因此数码相机将重枚举平板电脑，枚举过程中，数码相机将检测到平板电脑的配置描述符包含有OTG描述符，于是便挂起平板电脑所连的HUB控制器端口并启动HNP会话，进而使打印机由Host转为Device，如图中STATE B。

此时平板电脑提供VBUS电源，并枚举配置数码相机，将其识别为平板电脑的一个外设，最终实现了OTG两用设备的自动切换。

在完成相应数据转移后，平板电脑主动挂起与数码相机所连的HUB控制器端口，重新以外设的方式运作，而数码相机监测到平板电脑挂起的行为后，发出一个断开信号，并重新以主机方式进行运作，至此，平板电脑将主机权限归还于数码相机，即图中的STATE C。

每次数码相机与平板电脑的靠近只识别为一次数据传输的请求，而二者交换回方式不再基于二者的再次靠近，而是基于数据传输完毕后平板电脑内部的自动操作。平板电脑需要重新获得主机方式就需要拉开二者距离后再次靠近，以实现二者的重新交换。

以上仅为本发明较佳的实施例，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明说明书内容所作的等效变化与装饰，皆应属于本发明覆盖的范围内。

Claims

1.一种实现USB OTG双角色设备工作方式切换的方法，其特征在于包括以下步骤：

S1、第一设备与第二设备连接，第一设备为Host状态，第二设备为Device状态，所述第一设备提供VBUS电源，枚举并配置所述第二设备；所述第一设备、第二设备均为USB OTG双角色设备并包括NFC模块，所述第一、第二设备的NFC模块开启；

2.根据权利要求1所述的实现USB OTG双角色设备工作方式切换的方法，其特征在于所述步骤S1中的所述第一设备与所述第二设备连接的方式为无线连接或通过数据线连接。

3.根据权利要求1所述的实现USB OTG双角色设备工作方式切换的方法，其特征在于所述步骤S2中，所述第一、第二设备的NFC模块被触发的条件为：所述第一、第二设备的NFC模块之间的距离满足预设范围。

4.根据权利要求1所述的实现USB OTG双角色设备工作方式切换的方法，其特征在于所述步骤S5之后还包括以下步骤：当所述第二设备执行完数据传输后，放弃总线控制权返回Device状态，所述第一设备重新获得总线控制权返回Host状态。

5.一种可实现自动切换的USB OTG双角色设备系统，其特征在于，系统包括第一设备和第二设备，所述第一、第二设备为相互连接的USB OTG双角色设备，所述第一、第二设备包括NFC模块，所述NFC模块包括NFC模块触发条件。

6.根据权利要求5所述的可实现自动切换的USB OTG双角色设备系统，其特征在于所述第一、第二设备通过无线连接或通过数据线连接。

7.根据权利要求5所述的可实现自动切换的USB OTG双角色设备系统，其特征在于所述NFC模块触发条件为：所述第一、第二设备的NFC模块之间的距离满足预设范围。