利用Google的全新開放式配件框架進行Android配件設計
發布時間：2014-12-16 11:31
發布者：designapp
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在2011年的GoogleI/O年會上，Google宣布正在向Android操作系統添加一個框架，以支持基于USB的配件。此配件框架當時已添加到Android2.3.4(API級別10)和Android3.1(API級別12)操作系統版本。 USB外設和主機 USB是一種外設和主機之間的點對點通信方式。外設之間無法通過USB相互通信，總線上始終有一個主機。一般來說，在USB系統中的主機是功能更強大的設備，而外設是具有基本功能的較簡單設備，為主機提供服務。主機還需要為外設供電并管理總線上的外設。由于這些差異，USB主機和外設的設計迥異。 作為USB設備的Android配件 對于配件設計人員來說，如何在這兩種USB選項之間做出選擇似乎是顯而易見的。智能手機/平板電腦的配件最適合作為USB設備。手機或平板電腦很可能是用戶的關注焦點，配件將為手機/平板電腦提供服務。讓手機/平板電腦為配件供電也很有吸引力。 作為USB主機的Android配件Google在發布稱為Open Accessory的配件框架時，意識到市場上銷售的很多Android產品只能作為USB設備工作。這些產品沒有作為USB主機所需的硬件。為了使這些產品能夠連接配件，Google必須讓這些Android產品作為USB設備來創建配件框架選項。 如果創建的配件所需要支持的Android設備沒有USB主機功能或正在運行不支持USB主機模式的操作系統版本，則配件必須成為USB主機并使用Open Accessor框架才能與Android設備通信。 作為標準USB設備的Android配件 第三個選項是原生操作系統支持。除了操作系統的USB主機功能外，還添加了對一些標準配件(如鼠標、鍵盤和U盤等)的支持。配件可在任何支持的操作系統上工作。圖1、2和3突出顯示了以上三種支持選項。 《電子設計技術》網站版權所有，謝絕轉載 應該選哪個選項？ 要從三種選項中選擇一個來創建配件，需要了解每個選項的含義。要創建作為USB設備的配件，需要目標Android手機/平板電腦的軟硬件配置能作為USB主機工作。 USB主機必須供電 選擇讓配件作為USB主機的決定并不像查看版本信息那么簡單。在USB系統中，USB主機必須為外設供電。大多數USB外設需要主機至少提供100mA的電流。這種要求對于執行診斷或固件更新的冰箱來說可能是合理的，但對于脈動血氧計之類的設備可能就是個困難。圖1、2和3說明了三種可能的配件配置是如何供電的。 標準或定制應用 除了供電要求外，設計人員還必須考慮其配件的使用方式。讓配件作為USB主機的設計人員可能需要為其應用創建定制協議。仍然以前文提到的冰箱和脈動血氧計為例，對于冰箱來說，使用定制協議是合理的，因為客戶必須使用供應商特定的應用程序才能與冰箱通信。而對于脈動血氧計來說，可能需要使用USB協議中內置的個人醫療設備類協議(Personal Healthcare Device Class，PHDC)。使用此協議允許這個產品用于任何USB主機，且允許硬件與各種軟件通信。 如果配件確實以不具有USB主機功能的Android設備為目標，則配件必須使用定制協議，如圖2所示。 《電子設計技術》網站版權所有，謝絕轉載 USB物理連接器 雖然物理連接器不是主要決定因素，但在決定使用哪種模式時還是需要加以考慮。對于作為USB主機的配件，USB規范要求該配件應具有全尺寸A型母頭連接器。 對于充當USB設備的配件，設計人員可以選擇使用全尺寸B型、mini-B型或micro-B型母頭連接器。如果配件作為USB設備，則意味著Android設備將成為USB主機。大多數Android設備沒有可插入USB電纜的全尺寸A型母頭連接器。目前市場上許多支持USB主機模式的Android設備需要某種適配器才能使用此功能。在理想情況下，Android設備具有micro-A/B型母頭連接器，用戶可以使用micro-A轉micro-B型OTG電纜將配件連接到Android設備，然后使用micro-B轉全尺寸A型電纜將Android設備連接到USB主機(如標準PC)。 外設和主機的USB On-The-Go(OTG) 如果無法決定選擇USB主機模式還是USB設備模式配件，或是兩種模式都需要，則還有另一個可用選項。Android配件可設計成USBOTG設備。USBOTG規范允許配件成為USB主機或USB設備，具體取決于插入的電纜。利用USBOTG，配件可作為沒有主機功能的Android產品的USB主機，也可以作為具有USB主機功能的Android產品的USB外設。 使用USBOTG會并發一些問題。配件用戶將無法使用Android產品隨附的電纜來連接配件，因此需要額外的電纜。由于Android產品具有多種不同的硬件連接器，因此這種電纜問題實際可能很難解決。使問題進一步復雜化的是，市場上的一些Android產品具有OTG功能但不使用規范的連接器而采用定制的非標準電纜來實現主機模式操作。 如果選擇配件工作于USB主機模式，則還需要做出另一個決定—使用哪種API集。配件框架作為GoogleAPI附加庫，它的庫模塊(com.android.future.usb)與Android3.1中使用的庫(android.hardware.usb)稍有不同。這兩個庫的接口也略有差異，但功能基本相同。這里的主要考慮事項是目標產品是否支持所需要的庫和相應的功能。 使用Android調試器接口(IOIO) 有一種稱為IOIO的解決方案，允許通過Android ADB調試器接口開發基于Android的配件。此解決方案提供了一種使配件可用于運行Android1.5或更高版本的Android手機/平板電腦的方法，解決了必須等待硬件制造商向其設備推送Android2.3.4或Android3.1+后才能使用配件的問題。雖然ADB接口近來變化不大，但Google仍保留在未來設備上根據需要更改此接口的權利，以便硬件和軟件開發人員可使用開發和調試器功能。 《電子設計技術》網站版權所有，謝絕轉載 |
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