USB-OTG 外设介绍¶

ESP32-S2/S3 等芯片内置 USB-OTG 外设，它包含了 USB 控制器和 USB PHY，支持通过 USB 线连接到 PC，实现 USB Host 和 USB Device 功能。

USB-OTG 传输速率¶

ESP32-S2/S3 USB-OTG Full Speed 总线传输速率为 12 Mbps，但由于 USB 传输存在一些校验和同步机制，实际的有效传输速率将低于 12 Mbps。具体数值和传输类型相关，如下表所示：

传输类型	控制	中断	批量	同步
适用场合	设备初始化和管理	鼠标和键盘	打印机和批量存储	流式音频和视频
支持低速	有	有	无	无
校验重传	有	有	有	无
保证传输速度	无	无	无	有
使用固定带宽	有（10%）	有（90%）	无	有（90%）
减少延迟时间	无	有	无	有
传输的最大尺寸	64字节	64字节	64字节	~512字节
每毫秒传输包数量		1	19	1
理论有效速率		64000 Bytes/s	1216000 Bytes/s	512000 Bytes/s

传输速率的计算公式为：传输速率 (Bytes/s) = 传输的最大尺寸 * 每毫秒传输包数量 * 1000

控制传输用于传输设备控制信息，包含多个阶段，有效传输速率需要按照协议栈的实现来计算。

ESP32-S2/S3 等内置 USB-OTG 外设的芯片，ROM Code 中内置了 USB 通信设备类 (CDC) 的功能，该功能可用于替代 UART 接口，实现 Log、Console 和固件下载功能。

由于 USB OTG Console 默认为关闭状态，如需使用它下载固件，需要通过以下方法完成初次下载：
1. 在 menuconfig 中先使能 USB OTG Console 功能，然后编译固件
2. 手动芯片的 Boot 控制引脚拉低，然后将芯片通过 USB 线连接到 PC，进入下载模式。PC 会发现新的串口设备，Windows 为 COM*，Linux 为 /dev/ttyACM*, MacOS 为 /dev/cu*。
3. 使用 esptool 工具（或直接使用 idf.py flash）配置设备对应的串口号下载固件。
初次下载完成以后，USB OTG Console 功能将自动使能，即可通过 USB 线连接到 PC，PC 会发现新的串口设备，Windows 为 COM*，Linux 为 /dev/ttyACM*, MacOS 为 /dev/cu*，LOG 数据将从该虚拟串口打印。
用户无需再手动拉低 Boot 控制引脚，使用 esptool 工具（或直接使用 idf.py flash）配置设备对应的串口号即可下载固件，下载期间，esptool 通过 USB 控制协议自动将设备 Reset 并切换到下载模式。

更多详细信息，请参考：USB OTG Console

ESP32-S2/S3 等内置 USB-OTG 外设的芯片，ROM Code 中内置了 USB DFU（Device Firmware Upgrade）功能，可用于实现标准的 DFU 下载模式。

使用 DFU 下载固件，用户每次都需要手动进入下载模式，将芯片的 Boot 控制引脚拉低，然后通过 USB 线连接到 PC。
在工程目录下运行指令 idf.py dfu 生成 DFU 固件，然后使用 idf.py dfu-flash 下载固件。
如果存在多个 DFU 设备，用户可以使用 idf.py dfu-list 查看 DFU 设备列表，然后使用 idf.py dfu-flash --path <path> 指定下载端口。

更多详细信息，请参考：Device Firmware Upgrade via USB

USB-OTG 外设支持 USB Host 功能，用户可以通过 USB 接口直接连接到外部 USB 设备。ESP-IDF 从 v4.4 版本开始，已经支持 USB Host Driver，用户可以参考 ESP-IDF USB Host，开发 USB Class Driver。

此外乐鑫也已经官方支持 USB Host HID，USB Host MSC，USB Host CDC，USB Host UVC 等设备类驱动，用户可以直接使用这些驱动进行应用开发。

USB Host 方案详情，请参考 USB Host Solution。

USB-OTG 外设支持 USB Device 功能，乐鑫已经官方适配了 TinyUSB 协议栈，用户可以直接使用基于 TinyUSB 开源协议栈开发的 USB 标准设备或自定义设备，例如 HID，MSC，CDC，ECM, UAC 等。

USB Device 方案详情，请参考 USB Device Solution。