USB 做為工業系統中用於人機互動、診斷、韌體下載、周邊設備連線與資料記錄等的介面,日益普及。由於工業存在雜訊和嚴峻暫態,而且為了電子安全考量,系統設計人員更傾向隔離 USB 連接埠。一個 USB 連接埠可同時連接主機 (例如筆記型電腦) 或周邊設備 (例如 USB 磁碟機),而非主機與周邊設備連線的獨立連接埠,不僅提高靈活性,也使成本降低。
USB 隨插即用 (OTG) 具有這種靈活性,同時還允許透過主機協商協定 (HNP) 交換主機和周邊設備角色。然而、目前沒有解決方案可用來隔離 USB OTG 連接埠。本文介紹有關使用 HNP 實作隔離式 USB OTG 連接埠的關鍵考量事項,以及隔離式 USB 中繼器的對應要求,以及應用圖表及測試結果,而這些結果使用 TI 的 ISOUSB211 隔離式 USB 中繼器實現隔離式 USB OTG 連接埠的測試結果。
實作隔離式 USB 平台的現有方法是提供專用主機和周邊設備連接埠以建立資料連結,如 圖 1 中所示。上行 (周邊設備) 埠透過 1.5-kΩ 電阻器將 D+ 上拉 (表示全速或高速周邊設備) 或 D 型上拉 (表示低速周邊設備)。下行 (主機) 裝置具有 15-kΩ 下拉電阻器,符合 USB2.0 標準。下行埠爲 5-V VBUS 軌供電,不從上行埠汲取電力。建立連線後,偵測到 VBUS 存在,然後發生上拉識別和封包交易。因此,對於連接埠必須擔任主機或周邊設備角色的隔離 OTG 實作而言,隔離器必須對連線公開處理。