USB OTG 是什么？VBUS 又有什么用？
做嵌入式这些年，我调试过的 USB 问题少说也有几十种。其中 OTG 相关的 VBUS 检测异常，是最容易踩坑的之一。很多朋友一上来就怀疑 D+/D- 信号质量，其实十有八九是 VBUS 电平没到位。说白了，VBUS 就是 USB 端口的生命线——它负责供电，也是设备识别角色（Host/Device）的关键信号。
USB OTG 的由来：从主从死板到角色灵活
早期 USB 只有两套固定角色：Host（如电脑）和 Device（如 U 盘）。你要是想把手机直接插 U 盘，不行——除非手机支持 OTG。
USB OTG（On-The-Go）协议在 2001 年由 USB-IF 发布，核心目的就一个：让设备能根据现场插拔动态切换角色。你接一个 U 盘它就是 Host，你把它插到电脑上它就变成 Device。嗯，这就是 OTG 的双角色能力。
VBUS 在 OTG 中的作用：三个层次
VBUS 在 USB 2.0 规范中定义电压为 4.75V ~ 5.25V，最大电流 500mA。但在 OTG 场景下，它多了一层角色识别的功能。我把它拆成三个层次：
- 供电层：为远端设备提供 5V 工作电源。我的经验里，很多 OTG 异常就是线缆压降太大，到设备端 VBUS 降到 4.3V 以下，设备直接掉电不工作。
- 连接检测层：设备通过 VBUS 电平变化感知插入/拔出。比如 USB 协议要求 A 设备（初始 Host）在 VBUS 上升到 4.4V 以上时才认为连接有效。
- 角色协商层：OTG 新增了一套 SRP（会话请求协议）和 HNP（主机协商协议）。设备通过 VBUS 脉冲或拉低来发起会话、切换角色。VBUS 上的时序和幅值必须严格满足协议，否则协商失败。
| VBUS 层次 | 功能描述 | 典型异常现象 |
|---|---|---|
| 供电层 | 提供 5V / 500mA 电源 | 设备不充电、反复枚举 |
| 连接检测层 | 上升沿/下降沿触发中断 | 无法识别插入、拔出误判 |
| 角色协商层 | SRP/HNP 脉冲时序验证 | OTG 反转失败、死锁 |
核心结论： 超过 60% 的 OTG 异常，根因出在 VBUS 的电压幅值或时序上而非数据线。排查时永远先量 VBUS。
OTG 的设备类型与状态机
OTG 设备分三种：A-Device（初始供电方，一般为 Host），B-Device（初始受电方，一般为 Device），和 Dual-Role Device（双角色设备）。我最早调试时弄混过：以为 A 固定是 Host，实际上 A/B 只是物理角色，逻辑角色可以在 HNP 握手后互换。
状态机大概是这样：A-Device 上电后先维持 VBUS 为 5V，若检测到 B-Device 拉低 D+（B 表示希望当 Host），A 可以释放 VBUS 控制权，B 接管供电。反过来的过程由 SRP 发起。我建议你画个状态机图贴在实验台旁边，排查时一眼就能定位卡在哪个状态。
第一章节知识体系框架
下面这张图帮你理清本章的知识脉络。你可以保存下来，之后每个章节排查遇到 VBUS 问题时回头对照。
为什么 VBUS 检测总是出问题？
我遇到过最典型的案例：某款平板用的 Type-C 接口，OTG 模式下插 U 盘，有时认有时不认。换不同 U 盘又正常，怎么复现都不稳定。示波器一抓发现 VBUS 在插入瞬间有一个 50mV 的负冲，持续时间约 200μs，恰好触发了 B 设备的欠压保护。后来在 VBUS 路径上加了一个 10μF 的电容，问题消失。
你想想看，这种负冲在 DC 表上根本看不到，只有动态示波器才能捕获。所以我在《指南》后面章节会专门讲怎么用示波器抓 VBUS 的上升沿、SRP 脉冲、负极瞬变，这些才是异常排查的显微镜。
最后有个小原则想分享：OTG 调试时，别急着怀疑软件。硬件上 VBUS 是不是好好的？电压是不是在范围内？上升斜率是不是够陡？先排除供电和物理层，再去看驱动和固件。这个次序能帮你省一半时间。