USB 구조

USB의 모든것

출처 : http://blog.empas.com/enigma777/

- 병렬포트 프린터뿐만 아니라 우리에게 고용량 드라이브로 기억되는 집(Zip)드라이브 역시 병렬(Parallel)포트를 사용하였다. 이 병렬포트는 IBM에 의해 최초로 개발된 인터페이스로 일반적으로 25핀으로 구성되어있다. 병렬이란 의미에서도 알 수 있듯이 8비트(1바이트)데이타를 동시에 보내는 방식으로 일반적인 병렬포트는 초당 약 50~100KB의 전송속도가 가능하다. ▲ 25핀 방식의 병렬포트 - 직렬포트 또한 기본적인 출력방법으로는 일반적으로 9핀 또는 25핀을 가진 직렬(Serial)포트를 사용하곤 하였다. 지금은 그 쓰임새가 적지만 마우스를 비롯하여 외장형모뎀, 구형 디지탈 카메라, 몇몇 프린터 모델들은 이 인터페이스를 사용하기도 하였다. ▲ 9핀 직렬포트 모습 직렬포트로 송신되는 데이터는 순서대로 전송되어 시스템 내부의 버퍼(Buffer)에 저장된후 처리되게 된다.  이를 제어하는 것은 UART(Universal Asynchronous Reveiver/Transmitter) 칩이 담당하게 되며 주로 16~64KB의 버퍼크기를 가지고 있다. 대부분의 직렬포트의 최대 전송률은 약 14KB/s로 상당히 낮다. - USB(Universal Serial Bus) 위에서 소개한 직렬/병렬 인터페이스는 과거 그 활용도가 높았으나 현재는 시스템의 리소스만 차지하는 애물단지로 전략해 버렸다. 좀더 빠른 전송속도, 골치아픈 장치 충돌문제, 제한된 연결 수 등을 모두 해결할 수 있는  USB라는 새로운 범용 인터페이스의 등장으로 말이다. 'A' 타입 USB 인터페이스 'B' 타입 USB 인터페이스 USB(Universal Serial Bus)는 1995년에 등장한 인터페이스로 이론적으로 무려 127개 까지의 장치를 연결할 수 있다. USB 기준에 의하면 A타입은 컴퓨터 혹은 호스트쪽 업스트림에 연결하고 B타입은 각각의 다운스트림 장치들로 연결하도록 권장하고 있다. ▲ USB 커넥터의 규격   - USB 인터페이스의 특징 #2 높은 전력을 요구하는 프린터나 스캐너 같은 장비는 별도의 전원공급장치를 내장하고 있지만, 마우스나 웹캠같이 낮은 전력을 소비하는 장치들은 주로 5V의 전압에 500mA 정도의 전류를 소비한다. 이정도의 전압은 USB를 통해 이루어질 수 있어 별도의 전원없이도 주변기기들을 연결하여 사용할 수 있다. ▲ +5V, 접지 , 2가닥의 데이터전송 총 127개의 장치연결이 가능하다. 각 장치들을 서로 연결하는 USB 케이블의 길이는 5m로 제한되며 합해 30m를 넘을 수 없다. USB 1.1은 두가지 전송모드로 동작하며 각각 5Mbps, 15Mbps의 속도를 가진다. - USB 2.0은 480Mbps USB 케이블은 전원을 위해 두가닥(+5V,GND)을 데이터 전송을 위해 두가닥을 사용한다. 전원선의 경우 5V 전압으로 최대 500mA를 제공한다. 핫스왑(Hot Swap)을 지원한다. 시스템이 전원절약(power-saving)모드로 전환되면 슬립(sleep)상태로 전환가능하다. ▲ USB 케이블 구조    메인보드의 USB 헤더연결 최근에는 케이스 전면등으로 USB단자를 연결할 수 있는 편의를 제공하고 있다. 이를 위해 메인보드에 존재하는 USB 헤더를 케이블과 연결해 주자. ▲ 전면패널로 연결하기 위한 9핀 USB 헤더 ▲ 전면패널 연결을 위한 커넥터 ▲ 각핀의 기능 USB 인터페이스가 초기 선보였을 때는 이 핀의 배열이 약간 다른 메인보드가 존재하였다. 이 때문에 전면패널과 연결을 담당하는 9개의 커넥터가 쪼개어져서 제공되는 케이스 제품도 있다 (지금도 다수존재한다). 그러나 현재는 USB 인터페이스가 정착되고 있어 위와같은 표준화된 핀 배열을 갖는다.   - USB 에 대한 몇가지 궁금증들 1. USB 방식의 키보드를 사용하고 있습니다. 그런데 BIOS 화면으로 들어가지질 않거든요? 만약 BIOS상에서 USB Support지원 옵션을 켜지 않은 상태라면 현재 사용하는 USB방식 키보드로는 들어갈 수가 없습니다. 기존 PS/2방식의 키보드로 BIOS에 들어간후 이 옵션을 켜주세요. 1998년 이전에 만들어진 모델을 사용한다면 BIOS상에 이 옵션이 없을 수 있습니다. 2. 장치를 연결하는데 케이블 길이에는 제한이 있나요? USB 스펙에 따르면 풀스피드(15Mbps)에서의 장치간 케이블 거리는 5m로 제한하고 있으며, 이보다 낮은 속도의 장치는 3m로 제한하고 있습니다. 또한 만약 5포트 USB 허브에 5m 길이의 케이블을 사용하는 장치들이 연결되어있다면 총 25m로 길이 제한을 만족시키게 됩니다. 3. USB 로 두 대의 컴퓨터를 연결하여 사용할 수 있을까요? 컴퓨터간 연결을 하기 위해서는 USB-브리지(USB to USB 어탭터)를 사용해면 됩니다.  비용이 조금들더라도 컴퓨터간 공유나 통신을 하길 원한다면 USB-브리지를 사용해야 하며, 일반적인 USB 케이블(양쪽이 A 타입인 케이블)을 사용하면 전원쪽에 문제가 발생해 화재가 날 가능성도 있으니 무턱대고 꼽지 마세요. 4. 그럼 왜 양쪽 모두 'A'타입인 USB 케이블을 만드나요? 많은 케이블 제조사들이 생각하기에 USB를 단지 속도만 빠른 시리얼 포트정도로 여기나 봅니다. 사실 규격대로라면 길이만 다른뿐 양쪽끝이 A, B 타입인 케이블을 사용해야합니다.