CN103684407A - Otg装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种OTG装置，该OTG装置包括第一USB接口、第二USB接口、OTG控制器和USB信道切换电路。本发明的OTG装置通过OTG控制器根据第二USB接口的状态输出控制信号至USB信道切换电路，通过USB信道切换电路控制第一USB接口导通，或者控制第一USB接口、第二USB接口快速轮流导通。从而在第一USB接口和第二USB接口分别连接USB从、主设备时，通过USB信道切换电路控制第一USB接口、第二USB接口快速轮流导通，使得OTG装置既可以作为主设备，又可以作为从设备，从而OTG装置通过一个OTG口能够同时实现主设备和从设备功能，提高OTG装置的兼容性，解决了OTG使用的局限性问题。

Description

OTG装置

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种OTG装置。

背景技术

OTG（On-The-Go）技术是近年发展起来的技术，主要应用于各种不同的设备或移动设备间的联接，进行数据交换。OTG技术就是一种在没有主机（即主设备，HOST）的情况下，实现从设备间的数据传送的技术，即OTG技术实现了两个USB外设在脱离PC（Personal Computer，个人计算机）的情况下可以直接通信。如目前带OTG功能的手机以及PAD，既可以作为主设备（HOST）读取USB外设（如U盘）中的数据，又可以作为从设备（SLAVE），用PC对它做数据读取。

然而，由于受资源和成本的限制，目前OTG的使用存在一定的局限性，很多OTG控制器只支持一个OTG口，然而一个OTG口在同一时间只能做主设备或者只能做从设备使用。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种OTG装置，旨在通过一个OTG口同时实现主设备和从设备功能，提高OTG装置的兼容性，解决OTG使用的局限性问题。

为了达到上述目的，本发明提出一种OTG装置，该OTG装置包括：

第一USB接口，用于连接USB从设备；

第二USB接口，用于连接USB主设备；

OTG控制器，包括接口状态检测端、控制信号输出端、设备检测端、第一数据输出端和第二数据输出端，用于检测所述第二USB接口状态，并根据检测结果输出控制信号；以及

USB信道切换电路，用于根据所述控制信号控制所述第一USB接口导通，或者控制所述第一USB接口、第二USB接口快速轮流导通；其中，

所述OTG控制器的接口状态检测端与所述第二USB接口的检测脚连接，所述OTG控制器的控制信号输出端与所述USB信道切换电路的控制端连接，所述OTG控制器的设备检测端用于控制OTG装置作为主设备或者快速交替作为主设备和从设备；所述OTG控制器的两个数据输出端分别与所述USB信道切换电路的两个输入端连接；所述USB信道切换电路的第一输出端、第二输出端均与所述第一USB接口连接，所述USB信道切换电路的第三输出端、第四输出端均与所述第二USB接口连接。

优选地，所述OTG控制器检测到所述第二USB接口连接USB主设备时，所述OTG控制器输出方波控制信号，此时OTG控制器的设备检测端也被提供方波信号，所述USB信道切换电路控制所述第一USB接口、第二USB接口快速轮流导通，所述OTG装置快速轮流作为主设备和从设备，所述方波控制信号的周期T的取值范围为：10^-7s≤T≤10^-3s。

优选地，所述OTG控制器的设备检测端与所述OTG控制器的控制信号输出端连接，所述OTG控制器检测到所述第二USB接口未连接USB主设备时，所述OTG控制器持续输出低电平控制信号，此时OTG控制的设备检测端为低电平，所述USB信道切换电路控制所述第一USB接口导通，所述OTG装置作为主设备通过第一USB接口与USB从设备通信。

优选地，所述OTG控制器的接口状态检测端与所述第二USB接口的检测脚连接，也经由第一电阻与电源输入端连接；所述OTG控制器的控制信号输出端与所述USB信道切换电路的控制端连接，也经由第二电阻与电源输入端连接，还经由第三电阻与所述OTG控制器的设备检测端连接。

优选地，所述USB信道切换电路包括第一开关单元、第二开关单元、第三开关单元和第四开关单元；

所述第一开关单元的输入端与所述OTG控制器的第一数据输出端连接，所述第二开关单元的输入端与所述OTG控制器的第二数据输出端连接，所述第一开关单元、第二开关单元的控制端均与所述OTG控制器的控制信号输出端连接，所述第一开关单元的输出端与所述第一USB接口的第一数据脚连接，所述第二开关单元的输出端与所述第一USB接口的第二数据脚连接；

所述第三开关单元的输入端与所述OTG控制器的第一数据输出端连接，所述第四开关单元的输入端与所述OTG控制器的第二数据输出端连接，所述第三开关单元、第四开关单元的控制端均与所述OTG控制器的控制信号输出端连接，所述第三开关单元的输出端与所述第二USB接口的第一数据脚连接，所述第四开关单元的输出端与所述第二USB接口的第二数据脚连接。

优选地，所述第一开关单元包括第一MOS管、第二MOS管、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第一电容和第二电容；

所述第一MOS管的栅极经由所述第四电阻与所述OTG控制器的控制信号输出端连接，所述第一MOS管的源极经由所述第五电阻与电源输入端连接，也经由所述第一电容与所述OTG控制器的第一数据输出端连接，所述第一MOS管的漏极与所述第二MOS管的漏极连接；

所述第二MOS管的栅极经由所述第四电阻与所述OTG控制器的控制信号输出端连接，所述第二MOS管的漏极经由所述第六电阻与电源输入端连接，所述第二MOS管的源极经由所述第二电容与所述第一USB接口的第一数据脚连接。

优选地，所述第二开关单元包括第三MOS管、第四MOS管、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第三电容和第四电容；

所述第三MOS管的栅极经由所述第七电阻与所述OTG控制器的控制信号输出端连接，所述第三MOS管的源极经由所述第八电阻与电源输入端连接，也经由所述第三电容与所述OTG控制器的第二数据输出端连接，所述第三MOS管的漏极与所述第四MOS管的漏极连接；

所述第四MOS管的栅极经由所述第七电阻与所述OTG控制器的控制信号输出端连接，所述第四MOS管的漏极经由所述第九电阻与电源输入端连接，所述第四MOS管的源极经由所述第四电容与所述第一USB接口的第二数据脚连接。

优选地，所述第三开关单元包括第五MOS管、第六MOS管、第一三极管、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第五电容和第六电容；

所述第一三极管的基极经由所述第十电阻与所述OTG控制器的控制信号输出端连接，所述第一三极管的发射极接地，所述第一三极管的集电极经由所述第十一电阻分别与所述第五MOS管的栅极和所述第六MOS管的栅极连接；

所述第五MOS管的栅极依次经由所述第十一电阻和所述第十二电阻与电源输入端连接，所述第五MOS管的源极经由所述第十三电阻与电源输入端连接，也经由所述第五电容与所述OTG控制器的第一数据输出端连接，所述第五MOS管的漏极与所述第六MOS管的漏极连接；

所述第六MOS管的栅极依次经由所述第十一电阻和所述第十二电阻与电源输入端连接，所述第六MOS管的漏极经由所述第十四电阻与电源输入端连接，所述第六MOS管的源极经由所述第六电容与所述第二USB接口的第一数据脚连接。

优选地，所述第四开关单元包括第七MOS管、第八MOS管、第二三极管、第十五电阻、第十六电阻、第十七电阻、第十八电阻、第十九电阻、第七电容和第八电容；

所述第二三极管的基极经由所述第十五电阻与所述OTG控制器的控制信号输出端连接，所述第二三极管的发射极接地，所述第二三极管的集电极经由所述第十六电阻分别与所述第七MOS管的栅极和所述第八MOS管的栅极连接；

所述第七MOS管的栅极依次经由所述第十六电阻和所述第十七电阻与电源输入端连接，所述第七MOS管的源极经由所述第十八电阻与电源输入端连接，也经由所述第七电容与所述OTG控制器的第二数据输出端连接，所述第七MOS管的漏极与所述第八MOS管的漏极连接；

所述第八MOS管的栅极依次经由所述第十六电阻和所述第十七电阻与电源输入端连接，所述第八MOS管的漏极经由所述第十九电阻与电源输入端连接，所述第八MOS管的源极经由所述第八电容与所述第二USB接口的第二数据脚连接。

优选地，所述第一USB接口的电源脚经由一磁珠与5V电源连接，也经由一滤波电容接地，所述第一USB接口的地引脚接地；所述第二USB接口的电源脚悬空，所述第二USB接口的地引脚接地。

本发明提出的OTG装置，通过OTG控制器检测第二USB接口状态，以判断第二USB接口是否使用OTG线连接USB主设备，OTG控制器根据第二USB接口的状态输出控制信号至USB信道切换电路，通过USB信道切换电路控制第一USB接口导通，或者控制第一USB接口、第二USB接口快速轮流导通。从而在第一USB接口和第二USB接口分别连接USB从设备和USB主设备时，通过USB信道切换电路控制第一USB接口、第二USB接口快速轮流导通，使得OTG装置既可以作为主设备，又可以作为从设备，从而OTG装置通过一个OTG口能够同时实现主设备和从设备功能，提高OTG装置的兼容性，解决了OTG使用的局限性问题。

附图说明

图1为本发明OTG装置较佳实施例的原理框图；

图2为本发明OTG装置一具体实施例的原理框图；

图3为本发明OTG装置一具体实施例的电路结构示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

以下结合说明书附图及具体实施例进一步说明本发明的技术方案。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提出一种OTG装置，该OTG装置支持OTG技术，可应用于消费类电子产品及各种移动电子设备、办公设备等。

参照图1，图1为本发明OTG装置较佳实施例的原理框图。

本发明较佳实施例中，OTG装置包括第一USB接口10、第二USB接口20、OTG控制器30和USB信道切换电路40。OTG控制器30包括接口状态检测端GPIO1、控制信号输出端GPIO2、设备检测端CPU_ID、第一数据输出端OTG_DM和第二数据输出端OTG_DP。OTG控制器30的接口状态检测端GPIO1、控制信号输出端GPIO2可以是OTG控制器30上任意两个空余的通用输入/输出口。

其中，OTG控制器30的接口状态检测端GPIO1与第二USB接口20的检测脚连接，OTG控制器30的控制信号输出端GPIO2与USB信道切换电路40的控制端连接，OTG控制器30的设备检测端CPU_ID用于控制OTG装置作为主设备或者快速交替作为主设备和从设备。本实施例中，所述设备检测端CPU_ID与OTG控制器30的控制信号输出端GPIO2连接，在其他实施例中，OTG控制器30也可以再增加一个控制信号输出端与所述设备检测端CPU_ID连接。

OTG控制器30的两个数据输出端分别与USB信道切换电路40的两个输入端连接；USB信道切换电路40的第一输出端、第二输出端均与第一USB接口10连接，USB信道切换电路40的第三输出端、第四输出端均与第二USB接口20连接。

在本实施例中，第一USB接口10用于连接USB从设备（图未示），OTG装置使用OTG线通过第一USB接口10连接USB从设备，使得OTG装置作为主设备时，能够与USB从设备通信，第二USB接口20用于连接USB主设备（图未示），OTG装置使用OTG线通过第二USB接口20连接USB主设备，使得OTG装置作为从设备时，能够与USB主设备通信。OTG控制器30用于检测第二USB接口20状态，并根据检测结果输出控制信号，USB信道切换电路40用于根据控制信号控制第一USB接口10导通，或者控制第一USB接口10、第二USB接口20快速轮流导通。

具体地，当OTG控制器30检测到第二USB接口20未连接USB主设备时，OTG控制器30持续输出低电平控制信号，即OTG控制器30输出的控制信号持续为低电平信号，此时OTG控制30的设备检测端CPU_ID为低电平，USB信道切换电路40控制第一USB接口10导通，此时第一USB接口10工作，OTG装置可以作为主设备通过第一USB接口10与USB从设备通信。当OTG控制器30检测到第二USB接口20连接USB主设备时，OTG控制器30输出方波控制信号，即OTG控制器30输出的控制信号为高低电平交替变化的方波信号，此时OTG控制器30的设备检测端CPU_ID为方波信号，USB信道切换电路40控制第一USB接口10、第二USB接口20快速轮流导通。具体地当方波控制信号为高电平时，USB信道切换电路40控制第二USB接口20导通，此时第一USB接口10不工作，第二USB接口20工作，OTG装置可以作为从设备通过第二USB接口20与USB主设备通信；当方波控制信号为低电平时，USB信道切换电路40控制第一USB接口10导通，此时第一USB接口10工作，第二USB接口20不工作，OTG装置可以作为主设备通过第一USB接口10与USB从设备通信。因此，在一个时钟周期T内，OTG装置既可以用作从设备，又可以用作主设备。在本实施例中，OTG控制器30的设备检测端CPU_ID检测到低电平控制信号时，OTG控制器30控制OTG装置作为主设备；OTG控制器30的设备检测端CPU_ID检测到高电平控制信号时，OTG控制器30控制OTG装置作为从设备。从而OTG控制器30的设备检测端CPU_ID检测到方波控制信号时，OTG控制器30控制OTG装置交替作为从设备和主设备使用。

进一步地，OTG控制器30输出的方波控制信号的周期T的取值范围为：10^-7s≤T≤10^-3s。由此可知，OTG控制器30输出的方波控制信号的周期很短，从而第一USB接口10和第二USB接口20轮流导通的速度很快，由于第一USB接口10和第二USB接口20工作状态切换很快，因此在第二USB接口20连接USB主设备的同时，第一USB接口10也连接USB从设备的情况下，用户在使用过程中，能够体验到OTG装置在同一时间同时具有作为主设备和从设备的功能。

此外，OTG控制器30根据实际使用情况，也可以自动调整所输出的方波控制信号的占空比，假设方波控制信号在一个时钟周期内，高电平所占的时间为t1，低电平所占的时间为t2，则方波控制信号的占空比D=t1/T，OTG控制器30可通过调整t1、t2所占的时间，来调整方波控制信号的占空比。例如，在第二USB接口20连接USB主设备的同时，第一USB接口10也连接USB从设备的情况下，若OTG装置在一段时间内只是作为从设备使用，则OTG控制器30将自动调整t1和t2，使得t1远远大于t2，方波控制信号的占空比变大，甚至可以将t2调整为零；若OTG装置在一段时间内只是作为主设备使用，则OTG控制器30将自动调整t1和t2，方波控制信号的占空比变小，使得t2远远大于t1，甚至可以将t1调整为零。

相对于现有技术，本发明的OTG装置通过OTG控制器30检测第二USB接口20状态，以判断第二USB接口20是否使用OTG线连接USB主设备，OTG控制器30根据第二USB接口20的状态输出控制信号至USB信道切换电路40，通过USB信道切换电路40控制第一USB接口10导通，或者控制第一USB接口10、第二USB接口20快速轮流导通。从而在第一USB接口10和第二USB接口20分别连接USB从设备和USB主设备时，通过USB信道切换电路40控制第一USB接口10、第二USB接口20快速轮流导通，使得OTG装置既可以作为主设备，又可以作为从设备，从而OTG装置通过一个OTG口能够同时实现主设备和从设备功能，提高OTG装置的兼容性，解决了OTG使用的局限性问题。

再参照图2，图2为本发明OTG装置一具体实施例的原理框图。

图2中，USB信道切换电路40包括第一开关单元41、第二开关单元42、第三开关单元43和第四开关单元44。其中，第一开关单元41、第三开关单元43的输入端作为USB信道切换电路40的第一输入端，第二开关单元42、第四开关单元44的输入端作为USB信道切换电路40的第二输入端；第一开关单元41、第二开关单元42、第三开关单元43、第四开关单元44的控制端作为USB信道切换电路40的控制端；第一开关单元41的输出端作为USB信道切换电路40的第一输出端，第二开关单元42的输出端作为USB信道切换电路40的第二输出端，第三开关单元43的输出端作为USB信道切换电路40的第三输出端，第四开关单元44的输出端作为USB信道切换电路40的第四输出端。

第一开关单元41的输入端与OTG控制器30的第一数据输出端OTG_DM连接，第二开关单元42的输入端与OTG控制器30的第二数据输出端OTG_DP连接，第一开关单元41、第二开关单元42的控制端均与OTG控制器30的控制信号输出端GPIO2连接，第一开关单元41的输出端与第一USB接口10的第一数据脚连接，第二开关单元42的输出端与第一USB接口10的第二数据脚连接。

第三开关单元43的输入端与OTG控制器30的第一数据输出端OTG_DM连接，第四开关单元44的输入端与OTG控制器30的第二数据输出端OTG_DP连接，第三开关单元43、第四开关单元44的控制端均与OTG控制器30的控制信号输出端GPIO2连接，第三开关单元43的输出端与第二USB接口20的第一数据脚连接，第四开关单元44的输出端与第二USB接口20的第二数据脚连接。

当USB信道切换电路40接收到的控制信号为低电平时，USB信道切换电路40中第一开关单元41和第二开关单元42导通，第三开关单元43和第四开关单元44关断，从而第一USB接口10导通，此时OTG控制器30可以通过第一数据输出端OTG_DM和第二数据输出端OTG_DP与USB从设备进行通信。当USB信道切换电路40接收到的控制信号为高电平时，USB信道切换电路40中切换为第三开关单元43和第四开关单元44导通，第一开关单元41和第二开关单元42关断，从而第二USB接口20导通，此时OTG控制器30可以通过第一数据输出端OTG_DM和第二数据输出端OTG_DP与USB主设备进行通信。在第二USB接口20连接USB主设备的情况下，本发明通过USB信道切换电路40切换第一开关单元41、第二开关单元42导通，或者第三开关单元43、第四开关单元44导通，使得第一USB接口10和第二USB接口20交替导通，使得OTG装置既可以作为主设备，又可以作为从设备。

再参照图3，图3为本发明OTG装置一具体实施例的电路结构示意图。

如图3所示，第一USB接口10包括电源脚VBUS1、第一数据脚DM1、第二数据脚DP1和地引脚GND1，第一USB接口10的电源脚VBUS1经由一滤波磁珠FB与5V电源连接，也经由一滤波电容C0接地，第一USB接口10的地引脚GND1接地。第二USB接口20包括电源脚VBUS2、第一数据脚DM2、第二数据脚DP2、检测脚ID2和地引脚GND2，第二USB接口20的电源脚VBUS2悬空，第二USB接口20的地引脚GND2接地。

图3中，OTG控制器30的接口状态检测端GPIO1与第二USB接口20的检测脚ID2连接，也经由第一电阻R1与电源输入端VCC连接；OTG控制器30的控制信号输出端GPIO2与USB信道切换电路40的控制端连接，也经由第二电阻R2与电源输入端VCC连接，还经由第三电阻R3与OTG控制器30的设备检测端CPU_ID连接。

本发明改变OTG控制器30的设备检测端CPU_ID的传统连接方式，通过OTG控制器30的一通用输入/输出口作为接口状态检测端GPIO1连接第二USB接口20的检测脚ID2，而OTG控制器30的设备检测端CPU_ID经由第三电阻R3连接OTG控制器30的控制信号输出端GPIO2，使得OTG控制器30的设备检测端CPU_ID可以检测到方波控制信号，而不是只有低电平控制信号或者高电平控制信号。而且，OTG控制器30的设备检测端CPU_ID检测到低电平控制信号时，OTG控制器30控制OTG装置作为主设备；OTG控制器30的设备检测端CPU_ID检测到高电平控制信号时，OTG控制器30控制OTG装置作为从设备。从而OTG控制器30的设备检测端CPU_ID检测到方波控制信号时，OTG控制器30控制OTG装置交替作为从设备和主设备使用。

如图3所示，第一开关单元41包括第一MOS管M1、第二MOS管M2、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第一电容C1和第二电容C2。其中，第一MOS管M1和第二MOS管M2均为PMOS管，第四电阻R4作为限流电阻，第五电阻R5和第六电阻R6作为上拉电阻，第一电容C1和第二电容C2作为隔直电容。

第一MOS管M1的栅极经由第四电阻R4与OTG控制器30的控制信号输出端GPIO2连接，第一MOS管M1的源极经由第五电阻R5与电源输入端VCC连接，也经由第一电容C1与OTG控制器30的第一数据输出端OTG_DM连接，第一MOS管M1的漏极与第二MOS管M2的漏极连接。

第二MOS管M2的栅极经由第四电阻R4与OTG控制器30的控制信号输出端GPIO2连接，第二MOS管M2的漏极经由第六电阻R6与电源输入端VCC连接，第二MOS管M2的源极经由第二电容C2与第一USB接口10的第一数据脚DM1连接。

优选地，第二开关单元42包括第三MOS管M3、第四MOS管M4、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第三电容C3和第四电容C4。其中，第三MOS管M3和第四MOS管M4均为PMOS管，第七电阻R7作为限流电阻，第八电阻R8和第九电阻R9作为上拉电阻，第三电容C3和第四电容C4作为隔直电容。

第三MOS管M3的栅极经由第七电阻R7与OTG控制器30的控制信号输出端GPIO2连接，第三MOS管M3的源极经由第八电阻R8与电源输入端VCC连接，也经由第三电容C3与OTG控制器30的第二数据输出端OTG_DP连接，第三MOS管M3的漏极与第四MOS管M4的漏极连接。

第四MOS管M4的栅极经由第七电阻R7与OTG控制器30的控制信号输出端GPIO2连接，第四MOS管M4的漏极经由第九电阻R9与电源输入端VCC连接，第四MOS管M4的源极经由第四电容C4与第一USB接口10的第二数据脚DP1连接。

优选地，第三开关单元43包括第五MOS管M5、第六MOS管M6、第一三极管Q1、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第五电容C5和第六电容C6。其中，第五MOS管M5和第六MOS管M6均为PMOS管，第一三极管Q1为NPN三极管，第十电阻R10和第十一电阻R11作为限流电阻，第十二电阻R12、第十三电阻R13和第十四电阻R14作为上拉电阻，第五电容C5和第六电容C6作为隔直电容。

第一三极管Q1的基极经由第十电阻R10与OTG控制器30的控制信号输出端GPIO2连接，第一三极管Q1的发射极接地，第一三极管Q1的集电极经由第十一电阻R11分别与第五MOS管M5的栅极和第六MOS管M6的栅极连接。

第五MOS管M5的栅极依次经由第十一电阻R11和第十二电阻R12与电源输入端VCC连接，第五MOS管M5的源极经由第十三电阻R13与电源输入端VCC连接，也经由第五电容C5与OTG控制器30的第一数据输出端OTG_DM连接，第五MOS管M5的漏极与第六MOS管M6的漏极连接。

第六MOS管M6的栅极依次经由第十一电阻R11和第十二电阻R12与电源输入端VCC连接，第六MOS管M6的漏极经由第十四电阻R14与电源输入端VCC连接，第六MOS管M6的源极经由第六电容C6与第二USB接口20的第一数据脚DM2连接。

优选地，第四开关单元44包括第七MOS管M7、第八MOS管M8、第二三极管Q2、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第十七电阻R17、第十八电阻R18、第十九电阻R19、第七电容C7和第八电容C8。其中，第七MOS管M7和第八MOS管M8均为PMOS管，第二三极管Q2为NPN三极管，第十五电阻R15和第十六电阻R16作为限流电阻，第十七电阻R17、第十八电阻R18和第十九电阻R19作为上拉电阻，第七电容C7和第八电容C8作为隔直电容。

第二三极管Q2的基极经由第十五电阻R15与OTG控制器30的控制信号输出端GPIO2连接，第二三极管Q2的发射极接地，第二三极管Q2的集电极经由第十六电阻R16分别与第七MOS管M7的栅极和第八MOS管M8的栅极连接。

第七MOS管M7的栅极依次经由第十六电阻R16和第十七电阻R17与电源输入端VCC连接，第七MOS管M7的源极经由第十八电阻R18与电源输入端VCC连接，也经由第七电容C7与OTG控制器30的第二数据输出端OTG_DP连接，第七MOS管M7的漏极与第八MOS管M8的漏极连接。

第八MOS管M8的栅极依次经由第十六电阻R16和第十七电阻R17与电源输入端VCC连接，第八MOS管M8的漏极经由第十九电阻R19与电源输入端VCC连接，第八MOS管M8的源极经由第八电容C8与第二USB接口20的第二数据脚DP2连接。

本发明OTG装置的工作原理具体描述如下：

当第二USB接口20未连接USB主设备时，第二USB接口20的检测脚ID2处于开路状态，此时电源输入端输入的电压（如3.3V）经由第一电阻R1输入到OTG控制器30的接口状态检测端GPIO1，即OTG控制器30的接口状态检测端GPIO1通过第一电阻R1获得偏置电压，OTG控制器30的接口状态检测端GPIO1输入高电平，因此OTG控制器30检测到高电平，判断出第二USB接口20未连接USB主设备，继而OTG控制器30通过控制信号输出端GPIO2持续输出低电平控制信号，此时OTG控制器30的设备检测端CPU_ID检测到该低电平控制信号，OTG控制器30判断此时OTG装置可以作为主设备，并控制OTG装置进入主设备工作状态。

OTG控制器30输出的低电平控制信号经由第四电阻R4输出至第一MOS管M1、第二MOS管M2的栅极，第一MOS管M1、第二MOS管M2的栅极均为低电平，此时第一MOS管M1和第二MOS管M2均导通；OTG控制器30输出的低电平控制信号经由第七电阻R7输出至第三MOS管M3、第四MOS管M4的栅极，第三MOS管M3、第四MOS管M4的栅极均为低电平，此时第三MOS管M3和第四MOS管M4均导通；从而第一USB接口10导通，第一USB接口10工作，此时OTG装置可作为主设备，通过第一USB接口10连接USB从设备，与USB从设备通信。

同时，OTG控制器30输出的低电平控制信号经由第十电阻R10输出至第一三极管Q1的基极，第一三极管Q1的基极为低电平，此时第一三极管Q1截止，第五MOS管M5、第六MOS管M6的栅极通过第十二电阻R12获得偏置电压，第五MOS管M5、第六MOS管M6的栅极均为高电平，从而第五MOS管M5、第六MOS管M6均截止；OTG控制器30输出的低电平控制信号经由第十五电阻R15输出至第二三极管Q2的基极，第二三极管Q2的基极为低电平，此时第二三极管Q2截止，第七MOS管M7、第八MOS管M8的栅极通过第十七电阻R17获得偏置电压，从而第七MOS管M7、第八MOS管M8均截止；从而第二USB接口20不导通，第二USB接口20不工作，此时OTG装置不能通过第二USB接口20与USB主设备通信。

当第二USB接口20连接USB主设备时，第二USB接口20的检测脚ID2被OTG线拉为低电平，此时OTG控制器30的接口状态检测端GPIO1输入低电平，因此OTG控制器30检测到低电平，判断出第二USB接口20连接USB主设备，继而OTG控制器30通过控制信号输出端GPIO2输出方波控制信号，此时OTG控制器30的设备检测端CPU_ID检测到该方波控制信号，OTG控制器30判断此时OTG装置既可以作为主设备，又可以作为从设备，并根据方波控制信号控制OTG装置交替进入主设备和从设备工作状态。

OTG控制器30输出的方波控制信号经由第四电阻R4输出至第一MOS管M1、第二MOS管M2的栅极，当方波控制信号处于高电平阶段时，第一MOS管M1、第二MOS管M2的栅极均为高电平，第一MOS管M1和第二MOS管M2均截止，当方波控制信号处于低电平阶段时，第一MOS管M1、第二MOS管M2的栅极均为低电平，第一MOS管M1和第二MOS管M2均导通；OTG控制器30输出的方波控制信号经由第七电阻R7输出至第三MOS管M3、第四MOS管M4的栅极，当方波控制信号处于高电平阶段时，第三MOS管M3、第四MOS管M4的栅极均为高电平，第三MOS管M3和第四MOS管M4均截止，当方波控制信号处于低电平阶段时，第三MOS管M3、第四MOS管M4的栅极均为低电平，第三MOS管M3和第四MOS管M4均导通。

同时，OTG控制器30输出的方波控制信号经由第十电阻R10输出至第一三极管Q1的基极，当方波控制信号处于高电平阶段时，第一三极管Q1的基极为高电平，此时第一三极管Q1导通，第五MOS管M5、第六MOS管M6的栅极被拉为低电平，第五MOS管M5和第六MOS管M6均导通；当方波控制信号处于低电平阶段时，第一三极管Q1的基极为低电平，此时第一三极管Q1截止，第五MOS管M5、第六MOS管M6的栅极通过第十二电阻R12获得偏置电压，第五MOS管M5、第六MOS管M6的栅极均为高电平，从而第五MOS管M5、第六MOS管M6均截止。OTG控制器30输出的方波控制信号经由第十五电阻R15输出至第二三极管Q2的基极，当方波控制信号处于高电平阶段时，第二三极管Q2的基极为高电平，此时第二三极管Q2导通，第七MOS管M7、第八MOS管M8的栅极被拉为低电平，第七MOS管M7和第八MOS管M8均导通；当方波控制信号处于低电平阶段时，第二三极管Q2的基极为低电平，此时第二三极管Q2截止，第七MOS管M7、第八MOS管M8的栅极通过第十七电阻R17获得偏置电压，从而第七MOS管M7、第八MOS管M8均截止。从而方波控制信号处于高电平阶段时，第二USB接口20导通工作，此时OTG装置可以作为从设备，通过第二USB接口20连接USB主设备，与USB主设备通信；当方波控制信号处于低电平阶段时，第一USB接口10导通工作，此时OTG装置可以作为主设备，通过第一USB接口10连接USB从设备，与USB主设备通信。

由上述可知，当OTG装置通过第二USB接口20连接USB主设备时，OTG控制器30输出方波控制信号，在方波控制信号的一个时钟周期内，当方波控制信号处于高电平阶段时，OTG装置可以作为从设备，通过第二USB接口20连接USB主设备，与USB主设备通信；当方波控制信号处于低电平阶段时，OTG装置可以作为主设备，通过第一USB接口10连接USB从设备，与USB主设备通信。而且由于本发明OTG装置中，OTG控制器30输出的方波控制信号的周期很短，因此在第二USB接口20连接USB主设备的同时，第一USB接口10也连接USB从设备的情况下，用户在使用过程中，能够体验到OTG装置在同一时间同时具有作为主设备和从设备的功能。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种OTG装置，其特征在于，包括：

第一USB接口，用于连接USB从设备；

第二USB接口，用于连接USB主设备；

OTG控制器，包括接口状态检测端、控制信号输出端、设备检测端、第一数据输出端和第二数据输出端，用于检测所述第二USB接口状态，并根据检测结果输出控制信号；以及

USB信道切换电路，用于根据所述控制信号控制所述第一USB接口导通，或者控制所述第一USB接口、第二USB接口快速轮流导通；其中，

所述OTG控制器的接口状态检测端与所述第二USB接口的检测脚连接，所述OTG控制器的控制信号输出端与所述USB信道切换电路的控制端连接，所述OTG控制器的设备检测端用于控制OTG装置作为主设备或者快速交替作为主设备和从设备；所述OTG控制器的两个数据输出端分别与所述USB信道切换电路的两个输入端连接；所述USB信道切换电路的第一输出端、第二输出端均与所述第一USB接口连接，所述USB信道切换电路的第三输出端、第四输出端均与所述第二USB接口连接。

2.如权利要求1所述的OTG装置，其特征在于，所述OTG控制器检测到所述第二USB接口连接USB主设备时，所述OTG控制器输出方波控制信号，此时OTG控制器的设备检测端也被提供方波信号，所述USB信道切换电路控制所述第一USB接口、第二USB接口快速轮流导通，所述OTG装置快速轮流作为主设备和从设备，所述方波控制信号的周期T的取值范围为：10^-7s≤T≤10^-3s。

3.如权利要求2所述的OTG装置，其特征在于，所述OTG控制器的设备检测端与所述OTG控制器的控制信号输出端连接，所述OTG控制器检测到所述第二USB接口未连接USB主设备时，所述OTG控制器持续输出低电平控制信号，此时OTG控制的设备检测端为低电平，所述USB信道切换电路控制所述第一USB接口导通，所述OTG装置作为主设备通过第一USB接口与USB从设备通信。

4.如权利要求1所述的OTG装置，其特征在于，所述OTG控制器的接口状态检测端与所述第二USB接口的检测脚连接，也经由第一电阻与电源输入端连接；所述OTG控制器的控制信号输出端与所述USB信道切换电路的控制端连接，也经由第二电阻与电源输入端连接，还经由第三电阻与所述OTG控制器的设备检测端连接。

5.如权利要求1所述的OTG装置，其特征在于，所述USB信道切换电路包括第一开关单元、第二开关单元、第三开关单元和第四开关单元；

所述第一开关单元的输入端与所述OTG控制器的第一数据输出端连接，所述第二开关单元的输入端与所述OTG控制器的第二数据输出端连接，所述第一开关单元、第二开关单元的控制端均与所述OTG控制器的控制信号输出端连接，所述第一开关单元的输出端与所述第一USB接口的第一数据脚连接，所述第二开关单元的输出端与所述第一USB接口的第二数据脚连接；

所述第三开关单元的输入端与所述OTG控制器的第一数据输出端连接，所述第四开关单元的输入端与所述OTG控制器的第二数据输出端连接，所述第三开关单元、第四开关单元的控制端均与所述OTG控制器的控制信号输出端连接，所述第三开关单元的输出端与所述第二USB接口的第一数据脚连接，所述第四开关单元的输出端与所述第二USB接口的第二数据脚连接。

6.如权利要求5所述的OTG装置，其特征在于，所述第一开关单元包括第一MOS管、第二MOS管、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第一电容和第二电容；

所述第一MOS管的栅极经由所述第四电阻与所述OTG控制器的控制信号输出端连接，所述第一MOS管的源极经由所述第五电阻与电源输入端连接，也经由所述第一电容与所述OTG控制器的第一数据输出端连接，所述第一MOS管的漏极与所述第二MOS管的漏极连接；

所述第二MOS管的栅极经由所述第四电阻与所述OTG控制器的控制信号输出端连接，所述第二MOS管的漏极经由所述第六电阻与电源输入端连接，所述第二MOS管的源极经由所述第二电容与所述第一USB接口的第一数据脚连接。

7.如权利要求6所述的OTG装置，其特征在于，所述第二开关单元包括第三MOS管、第四MOS管、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第三电容和第四电容；

所述第三MOS管的栅极经由所述第七电阻与所述OTG控制器的控制信号输出端连接，所述第三MOS管的源极经由所述第八电阻与电源输入端连接，也经由所述第三电容与所述OTG控制器的第二数据输出端连接，所述第三MOS管的漏极与所述第四MOS管的漏极连接；

所述第四MOS管的栅极经由所述第七电阻与所述OTG控制器的控制信号输出端连接，所述第四MOS管的漏极经由所述第九电阻与电源输入端连接，所述第四MOS管的源极经由所述第四电容与所述第一USB接口的第二数据脚连接。

8.如权利要求7所述的OTG装置，其特征在于，所述第三开关单元包括第五MOS管、第六MOS管、第一三极管、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第五电容和第六电容；

所述第一三极管的基极经由所述第十电阻与所述OTG控制器的控制信号输出端连接，所述第一三极管的发射极接地，所述第一三极管的集电极经由所述第十一电阻分别与所述第五MOS管的栅极和所述第六MOS管的栅极连接；

所述第五MOS管的栅极依次经由所述第十一电阻和所述第十二电阻与电源输入端连接，所述第五MOS管的源极经由所述第十三电阻与电源输入端连接，也经由所述第五电容与所述OTG控制器的第一数据输出端连接，所述第五MOS管的漏极与所述第六MOS管的漏极连接；

所述第六MOS管的栅极依次经由所述第十一电阻和所述第十二电阻与电源输入端连接，所述第六MOS管的漏极经由所述第十四电阻与电源输入端连接，所述第六MOS管的源极经由所述第六电容与所述第二USB接口的第一数据脚连接。

9.如权利要求8所述的OTG装置，其特征在于，所述第四开关单元包括第七MOS管、第八MOS管、第二三极管、第十五电阻、第十六电阻、第十七电阻、第十八电阻、第十九电阻、第七电容和第八电容；

所述第二三极管的基极经由所述第十五电阻与所述OTG控制器的控制信号输出端连接，所述第二三极管的发射极接地，所述第二三极管的集电极经由所述第十六电阻分别与所述第七MOS管的栅极和所述第八MOS管的栅极连接；

所述第七MOS管的栅极依次经由所述第十六电阻和所述第十七电阻与电源输入端连接，所述第七MOS管的源极经由所述第十八电阻与电源输入端连接，也经由所述第七电容与所述OTG控制器的第二数据输出端连接，所述第七MOS管的漏极与所述第八MOS管的漏极连接；

所述第八MOS管的栅极依次经由所述第十六电阻和所述第十七电阻与电源输入端连接，所述第八MOS管的漏极经由所述第十九电阻与电源输入端连接，所述第八MOS管的源极经由所述第八电容与所述第二USB接口的第二数据脚连接。

10.如权利要求1所述的OTG装置，其特征在于，所述第一USB接口的电源脚经由一磁珠与5V电源连接，也经由一滤波电容接地，所述第一USB接口的地引脚接地；所述第二USB接口的电源脚悬空，所述第二USB接口的地引脚接地。

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