USB On-The-Go

USB On-The-Go ( USB OTG ) es una especificación que permite que ciertos dispositivos USB , como tabletas o teléfonos inteligentes , funcionen como host o periférico . Esto les permite conectarse directamente a otros dispositivos USB, como unidades flash , cámaras digitales , ratones o teclados . USB OTG se introdujo por primera vez a finales de 2001.

A diferencia de las conexiones USB estándar, que implican un host fijo (como un ordenador) y un periférico (como un teclado), USB OTG permite que un dispositivo alterne entre estas funciones. Por ejemplo, un smartphone puede actuar como host al leer archivos desde una unidad flash, pero funcionar como periférico cuando se conecta a un ordenador.

USB OTG define dos roles de dispositivo: el dispositivo A, que suministra energía y actúa inicialmente como host, y el dispositivo B, que consume energía y comienza como periférico. Estos roles se pueden invertir mediante el Protocolo de Negociación de Host (HNP). El rol inicial se determina mediante el cableado de un pin específico, conocido como pin ID, en el conector USB. ^{[ 1 ]} La nomenclatura A/B refleja los tipos de conectores USB anteriores: los conectores de tipo A se usaban con dispositivos host, mientras que los conectores de tipo B se usaban con periféricos.

En septiembre de 2019, el USB Implementers Forum dejó de certificar nuevos productos USB OTG debido a la introducción del estándar USB-C . ^{[ 2 ]}

El USB estándar utiliza una arquitectura host/dispositivo; un host actúa como dispositivo anfitrión para todo el bus, y un dispositivo USB actúa como periférico. Al implementar el USB estándar, los dispositivos deben asumir uno u otro rol: los ordenadores suelen configurarse como hosts, mientras que (por ejemplo) las impresoras normalmente funcionan como periféricos. En ausencia de USB OTG, los teléfonos móviles a menudo implementaban la funcionalidad de periférico para facilitar la transferencia de datos desde y hacia los ordenadores. Estos teléfonos no podían conectarse fácilmente a las impresoras, ya que también desempeñaban la función de periférico. USB OTG resuelve directamente este problema. ^{[ 1 ]}

Cuando un dispositivo se conecta al bus USB, el dispositivo anfitrión establece la comunicación con el dispositivo y gestiona el aprovisionamiento de servicios (el software del anfitrión habilita o realiza el procesamiento de datos necesario, como la gestión de archivos u otro tipo de comunicación o función de datos deseada) . Esto permite que los dispositivos sean mucho más sencillos que el anfitrión; por ejemplo, un ratón contiene muy poca lógica y depende del anfitrión para realizar casi todo el trabajo. El anfitrión controla todas las transferencias de datos a través del bus, y los dispositivos solo pueden indicar (cuando se les consulta) que requieren atención. Para transferir datos entre dos dispositivos, por ejemplo, de un teléfono a una impresora, el anfitrión primero lee los datos de un dispositivo y luego los escribe en el otro.

Si bien la configuración host-dispositivo funciona para algunos dispositivos, muchos pueden actuar como host o como dispositivo dependiendo de qué otros dispositivos compartan el bus. Por ejemplo, una impresora suele ser un dispositivo, pero cuando se conecta una unidad flash USB con imágenes al puerto USB de la impresora sin que haya una computadora presente (o al menos apagada), sería útil que la impresora asumiera el rol de host, lo que le permitiría comunicarse directamente con la unidad flash e imprimir imágenes desde ella.

USB OTG reconoce que un dispositivo puede desempeñar tanto el rol de host como el de periférico, modificando así sutilmente la terminología. Con OTG, un dispositivo puede ser host cuando actúa como host de enlace, o periférico de enlace. La elección entre los roles de host y periférico depende completamente del extremo del cable al que esté conectado el dispositivo. El dispositivo conectado al extremo "A" del cable al inicio, conocido como "dispositivo A", actúa como host predeterminado, mientras que el extremo "B" actúa como periférico predeterminado, conocido como "dispositivo B".

Tras el arranque inicial, la configuración del bus funciona como con el estándar USB normal: el dispositivo A configura el dispositivo B y gestiona todas las comunicaciones. Sin embargo, cuando el mismo dispositivo A se conecta a otro sistema USB o se dispone de un host dedicado, puede convertirse en un dispositivo independiente.

USB OTG no excluye el uso de un concentrador USB , pero describe el intercambio de roles entre host y periférico únicamente para el caso de una conexión uno a uno, donde dos dispositivos OTG están conectados directamente. El intercambio de roles no funciona a través de un concentrador estándar, ya que un dispositivo actuará como host y el otro como periférico hasta que se desconecten.

USB OTG forma parte de un suplemento ^{[ 3 ]} a la especificación USB 2.0, originalmente acordada a finales de 2001 y posteriormente revisada. ^{[ 4 ]} La última versión del suplemento también define el comportamiento para un host integrado con capacidades específicas y el mismo puerto USB Standard-A que utilizan los PC.

Los dispositivos SuperSpeed ​​OTG, los hosts integrados y los periféricos son compatibles a través del suplemento USB OTG y de host integrado ^{[ 5 ]} de la especificación USB 3.0.

El suplemento USB OTG y Embedded Host de la especificación USB 2.0 introdujo tres nuevos protocolos de comunicación :

• Protocolo de detección de conexión (ADP): Permite que un dispositivo OTG, un host integrado o un dispositivo USB determine el estado de conexión en ausencia de alimentación en el bus USB, habilitando tanto el comportamiento basado en la inserción como la capacidad de mostrar el estado de conexión. Para ello, mide periódicamente la capacitancia del puerto USB para determinar si hay otro dispositivo conectado, un cable suelto o ningún cable. Cuando se detecta un cambio de capacitancia suficientemente grande como para indicar la conexión de un dispositivo, un dispositivo A suministrará alimentación al bus USB y buscará la conexión del dispositivo. Al mismo tiempo, un dispositivo B generará SRP (véase más abajo) y esperará a que el bus USB reciba alimentación.
• Protocolo de solicitud de sesión (SRP): Permite que ambos dispositivos que se comunican controlen cuándo se activa la sesión de alimentación del enlace; en USB estándar, solo el host puede hacerlo. Esto permite un control preciso del consumo de energía, lo cual es fundamental para dispositivos que funcionan con batería, como cámaras y teléfonos móviles. El host OTG o integrado puede dejar el enlace USB sin alimentación hasta que el periférico (que puede ser un dispositivo OTG o USB estándar) la requiera. Los hosts OTG e integrados suelen tener poca energía de batería disponible, por lo que dejar el enlace USB sin alimentación ayuda a prolongar la duración de la batería.
• Protocolo de Negociación de Host (HNP): Permite que los dos dispositivos intercambien sus roles de host/periférico, siempre que ambos sean dispositivos OTG de doble función. Al utilizar HNP para invertir los roles de host/periférico, el dispositivo USB OTG puede adquirir el control de la programación de la transferencia de datos. Por lo tanto, cualquier dispositivo OTG puede iniciar la transferencia de datos a través del bus USB OTG. La última versión del suplemento también introdujo el sondeo HNP, en el que el dispositivo host sondea periódicamente al periférico durante una sesión activa para determinar si desea convertirse en host.
• El objetivo principal de HNP es facilitar la conexión de los dispositivos A y B (ver más abajo) a la configuración incorrecta para la tarea que desean realizar. Por ejemplo, una impresora está conectada como dispositivo A (host), pero no puede funcionar como host para una cámara específica, ya que no reconoce la representación de los trabajos de impresión de la cámara. Cuando la cámara sepa comunicarse con la impresora, esta utilizará HNP para cambiar al rol de dispositivo, convirtiendo a la cámara en el host y permitiendo imprimir las imágenes almacenadas en ella sin necesidad de volver a conectar los cables. Los nuevos protocolos OTG no pueden pasar a través de un concentrador USB estándar, ya que se basan en la señalización eléctrica mediante un cable dedicado.

El suplemento USB OTG y Embedded Host de la especificación USB 3.0 introduce un protocolo de comunicación adicional:

• Protocolo de intercambio de roles (RSP): RSP logra el mismo propósito que HNP (es decir, intercambio de roles) al extender los mecanismos estándar proporcionados por la especificación USB 3.0. Los productos que siguen el Suplemento USB OTG y Host Integrado de la especificación USB 3.0 también deben seguir el Suplemento USB 2.0 para mantener la retrocompatibilidad . Los dispositivos SuperSpeed ​​OTG (SS-OTG) deben ser compatibles con RSP. Los dispositivos SuperSpeed ​​Peripheral Capable OTG (SSPC-OTG) no deben ser compatibles con RSP ya que solo pueden operar a SuperSpeed ​​como periféricos; no tienen un host SuperSpeed ​​y, por lo tanto, solo pueden intercambiar roles usando HNP a velocidades de datos USB 2.0.

USB OTG define dos roles para los dispositivos: dispositivo OTG A y dispositivo OTG B, especificando qué lado suministra energía al enlace y cuál actúa inicialmente como host. El dispositivo OTG A es el proveedor de energía, mientras que el dispositivo OTG B es el consumidor. En la configuración de enlace predeterminada, el dispositivo A actúa como host USB y el dispositivo B como periférico USB. Los modos de host y periférico se pueden intercambiar posteriormente mediante HNP o RSP. Dado que todos los controladores OTG admiten ambos roles, a menudo se les denomina controladores de "doble función" en lugar de "controladores OTG".

Para los diseñadores de circuitos integrados (CI), una característica atractiva de USB OTG es la capacidad de lograr más funcionalidades USB con menos compuertas lógicas.

Un enfoque "tradicional" incluye cuatro controladores, lo que resulta en más compuertas para probar y depurar:

• Controlador de host USB de alta velocidad basado en EHCI (una interfaz de registro).
• Controlador de host de velocidad completa/baja basado en OHCI (otra interfaz de registro)
• Controlador de dispositivo USB, compatible con velocidades altas y máximas.
• Cuarto controlador para conmutar el puerto raíz OTG entre el host y los controladores de dispositivo.

Además, la mayoría de los dispositivos deben ser host o dispositivo. El diseño de hardware OTG integra todos los controladores en un único controlador de doble función, que resulta algo más complejo que un controlador de dispositivo individual.

La lista de periféricos específicos (TPL, por sus siglas en inglés) de un fabricante tiene como objetivo orientar un dispositivo anfitrión hacia productos o aplicaciones particulares, en lugar de hacia su funcionamiento como anfitrión de propósito general, como ocurre con los PC típicos. La TPL especifica los productos compatibles con el anfitrión, definiendo sus funcionalidades, incluyendo la potencia de salida, las velocidades de transferencia, los protocolos compatibles y las clases de dispositivos. Se aplica a todos los anfitriones, tanto a los dispositivos OTG que actúan como anfitrión como a los anfitriones integrados.

Cuando un dispositivo compatible con OTG se conecta a un PC, utiliza su propio cable USB-A o USB Tipo-C (normalmente con conectores micro-B, USB-C o Lightning en los dispositivos modernos). Al conectar un dispositivo compatible con OTG a un dispositivo USB, como una memoria USB, este último debe tener el conector adecuado o bien el usuario debe proporcionar un adaptador USB-A. El adaptador permite conectar cualquier periférico USB estándar a un dispositivo OTG. Para conectar dos dispositivos compatibles con OTG, se requiere un adaptador junto con el cable USB-A del dispositivo, o bien un cable de doble extremo adecuado y un software para gestionarlo. Esto se está volviendo habitual con los dispositivos USB Tipo-C.

BlackBerry 10.2 implementa el modo host (como en el teléfono BlackBerry Z30 ). ^{[ 9 ]} Nokia ha implementado USB OTG en muchos de sus teléfonos móviles Symbian , como Nokia N8 , C6-01, C7, Oro, E6, E7, X7, 603, 700, 701 y 808 Pureview . Algunos teléfonos Android de gama alta producidos por HTC y Sony bajo la serie Xperia también lo tienen. ^{[ 10 ]} Samsung ^{[ 11 ] [ 12 ]} Android versión 3.1 o posterior admite USB OTG, pero no en todos los dispositivos. ^{[ 13 ] [ 14 ]}

• Con tecnología de host: Sony Ericsson Xperia pro
• Necesita alimentación USB externa: Motorola Droid 4

Las especificaciones que aparecen en sitios web de tecnología (como GSMArena, PDAdb.net, PhoneScoop y otros) pueden ayudar a determinar la compatibilidad. Tomando como ejemplo GSMArena, se buscaría la página del dispositivo en cuestión y se examinaría la información en Especificaciones → Comunicaciones → USB . Si aparece "USB Host", el dispositivo debería ser compatible con accesorios USB externos de tipo OTG. ^{[ 15 ] [ 16 ]}

En muchas de las implementaciones anteriores, el dispositivo anfitrión solo tiene un conector micro-B en lugar de un conector micro-AB. Aunque no son estándar, los adaptadores de conector micro-B a micro-A están ampliamente disponibles y se utilizan en lugar del conector micro-AB obligatorio en estos dispositivos. ^{[ 17 ]}

Los dispositivos USB OTG son retrocompatibles con USB 2.0 (USB 3.0 para dispositivos SuperSpeed ​​OTG) y se comportan como hosts o dispositivos USB estándar al conectarse a dispositivos USB estándar (no OTG). La principal excepción es que los hosts OTG solo deben proporcionar suficiente energía para los productos incluidos en la lista TPL, lo que podría no ser suficiente para conectar un periférico que no esté en la lista. Un concentrador USB con alimentación externa podría solucionar este problema, si es compatible, ya que proporcionaría su propia energía según las especificaciones de USB 2.0 o USB 3.0.

Entre las versiones 1.3 y 2.0 del suplemento OTG se introdujeron algunas incompatibilidades tanto en HNP como en SRP, lo que puede provocar problemas de interoperabilidad al utilizar dichas versiones del protocolo.

• Kit de desarrollo de accesorios abiertos para Android
• Enlace móvil de alta definición , que reutiliza el pin de identificación USB on-the-go
• Accesorios para teléfonos móviles
• Clase de dispositivo de interfaz humana USB

• Sitio web oficial
• "Unidades flash USB OTG" . Kingston .
• Broida, Rick (5 de febrero de 2014). "Cómo saber si tu teléfono o tableta Android es compatible con USB On-The-Go" . CNet . Se refiere a dos aplicaciones: una para verificar la compatibilidad con OTG y otra para superar (rootear) y habilitar OTG.