USB OTG 配置

3 Dec 2024

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USB Host 0 和 USB Device 0 共享 1 路 phy。要么同时只能启用其中一种功能，要么启用 USB OTG 功能通过 id 管脚的值来动态切换对外功能。

Linux Kernel Kconfig 文件中使能相应 OTG Driver：

> Device Drivers > USB support

  [*]   OTG support
  [*]     Support for ArtInChip on-chip OTG Switch

DTS 文件中配置相应 OTG Device:

otg: usb-otg {
    compatible = "artinchip,aic-otg-v2.0";
};

&otg {
    otg-mode = "auto";      //  = auto/host/device
    id-gpios = <&gpio_f 15 GPIO_ACTIVE_HIGH>;
    vbus-en-gpios = <&gpio_a 7 GPIO_ACTIVE_HIGH>;
    dp-sw-gpios = <&gpio_e 14 GPIO_ACTIVE_LOW>;
    status = "okay";
};

OTG 模式配置

OTG 可以配置成 Auto 模式 或者

Force
                    模式

模式：

Auto 模式。根据 id 管脚的电平来决定当前 OTG 端口工作模式为 Host / Device 。

通常情况下 id = low 对应 Host 模式， id = high 对应 Device 模式。
Force 模式。手工配置工作模式，通过配置 /sys/devices/platform/soc/soc\:usb-otg/otg_mode 文件节点的值来改变当前 OTG 端口的工作模式， host 对应 Host 模式， device 对应 Device 模式。另外 auto 对应 Auto 模式，需要使用 id 管脚来进行判断。

两种模式对应 DTS 文件中的 otg 节点的不同配置：


Mode	DTS `otg-mode` 属性	DTS `xxx-gpios` 属性	运行时 `Host` / `Device` 切换方法
Auto	`otg-mode = "auto";` (如果没有配置 `otg-mode` 属性, 默认也是 Auto 模式)	`id-gpios` 属性必须配置。 `vbus-en-gpios` 和 `dp-sw-gpios` 属性根据硬件配置选配。	OTG 驱动根据 `id-gpios` 管脚的电平变化自动切换 USB 工作模式为 `Host` / `Device`。
Force	`otg-mode = "device";` 或者 `otg-mode = "host";`	`id-gpios` 属性不需要配置。 `vbus-en-gpios` 和 `dp-sw-gpios` 属性根据硬件配置选配。	需要配置文件节点来手工切换： `echo devices > /sys/devices/platform/soc/soc\:usb-otg/otg_mode` 或者 `echo host > /sys/devices/platform/soc/soc\:usb-otg/otg_mode`

OTG 相关 GPIO

从上面配置可以看到和 OTG 功能相关的 GPIO 管脚有 3 个：

id-gpios 。用来检测当前插入的是不是 OTG 线，如果为 OTG 线则需要把本机切换到 USB Host 模式，否则本机切换到 USB Device 模式。该管脚在 Auto 模式 模式下是必须配置的，如果缺少该管脚 OTG 只能工作在 Force 模式手工进行切换。
vbus-en-gpios 。该管脚是用来控制 VBUS 的 5V 输出的，通常情况下：切换到 USB Host 模式时需要使能本机端的 VBUS 5V 输出给对端 Device 供电，切换到 USB Device 模式时需要关闭本机端的 VBUS 5V 输出转而对端 Host 的供电。（实际使用上来说，不论本端是 Host/Device 模式，也可以在 VBUS 上一直供电 5V 两边 VBUS 无压差则无漏电，这种情况下 vbus-en-gpios 无需配置。）
dp-sw-gpios 。该管脚是在 OTG 外出两个独立 Host、Device 端口时，用来控制外部 Switch 的。非该模式时， dp-sw-gpios 无需配置。

3 个 GPIO 管脚的具体使用场景如上图所示，用户根据自己的使用场景来选择配置哪些 GPIO。每个 GPIO 的输入输出正反电平有效，可以通过 DTS 中的 GPIO_ACTIVE_HIGH 和 GPIO_ACTIVE_LOW 来配置：


GPIO Name	Direction	GPIO_ACTIVE_HIGH	GPIO_ACTIVE_LOW
`id-gpios`	input	输入低电平 = Host，输入高电平 = Device	输入低电平 = Device，输入高电平 = Host
`vbus-en-gpios`	output	Host (VBUS on) = 输出高电平 Device (VBUS off) = 输出低电平	Host (VBUS on) = 输出低电平 Device (VBUS off) = 输出高电平
`dp-sw-gpios`	output	Host = 输出高电平 Device = 输出低电平	Host = 低电平 Device = 高电平