USB란?(1)

 

 

 

안녕하세요. 취업한 공대누나입니다.

오늘은 주변에서 흔히 볼 수 있는 USB에 대해 알아보려고 합니다.

USB의 구성부터 원리까지 차근차근 공부해보도록 하겠습니다.

처음 설계 및 통신을 할 때 주변에서 흔히 사용하는 것이라고 만만하게 봤다가 큰코 다친 경험이 있습니다. ㅎㅎ;;

 

 

 

1. USB란?

 

Universal Serial Bus의 약자로 간단하게 말하면,

주변 기기(마우스, 키보드 등)를 제조회사에 관계 없이 쉽게 부착할 수 있도록 규격된 장치를 말합니다.

IBM, 인텔, MS등의 개발업체와 DEC, NEC등 모두 7개의 업체가 중심이 되어서

하나의 인터페이스로 대체하기 위해 만들었습니다.

새로운 주변기기가 접속되었을 때 자동 인식되어 127개의 장치를 연결할 수 있습니다.

 

USB는 Host와 Device로 이루어져 있습니다.

Host는 아시는 대로 대부분 PC이고 Device는 마우스, 키보드 등등 굉장히 많습니다.

 

USB 이전의 연결방식은 컴퓨터의 전원을 내린 후 장치를 연결하고 다시 전원을 넣어서 사용해야 했습니다.

하지만 USB는 이러한 과정 없이 탈부착이 가능합니다.

이러한 것을 우리는 핫플러깅이라고 합니다.

 

 

2. USB 포트의 구성

 

우선 USB는 두 가지 type이 있습니다.

넓직한 직사각형 모양의 것을 우리는 USB A타입이라고 부르고

조금 더 정사각형에 가까운 것을 USB B타입이라고 부릅니다. 

 

A type	B type

이미지 출처 : 디바이스마트

 

USB는 총 4개의 선으로 구성되어 있습니다.

2개의 선은 데이터를 전송하는 D+, D-라인이고, 2개의 선은 전원을 공급하는 라인입니다.

가끔 5개의 선으로 구성된 경우도 있으나, 이것은 규격에는 정해지지 않은 것으로

나머지 한 선은 Common ground로 사용되어집니다.

 

전원용핀들은 신호용에 비해 깁니다.

그 이유는 삽입할 때 먼저 전원이 공급된 다음 신호선이 접속이 되며,

반대로 뺴는 경우에는 신호선이 절단된 다음에 전원이 절단됨으로써

디바이스가 파괴되지 않도록 한 것입니다.

 

데이터는 두 개의 선을 통하여 차동 신호로 전달이 되게 됩니다.

USB에서는 (D+의 전압) - (D-의 전압) >0.2V이면 1으로

(D-의 전압) - (D+의 전압) > 0.2V이면 0으로 판단을 합니다.

 

 

 

3. USB 버전 별 전송 속도

1.0	2.0	3.0	3.1
1.5Mbps(Low), 12Mbps(Full)	480Mbps	5Gbps	10Gbps

 

1996년 USB 1.0의 스펙이 확정되어 나왔습니다.

1.0의 처음 속도는 1.5Mbps와 12Mbps 속도를 지원했습니다.

 

2000년에 USB 2.0의 규격이 등장했는데, 여러 개선 사항이 있지만

가장 큰 차이는 속도의 차이입니다.

소비전력이 최대 500mA입니다.

최대 케이블 거리는 5m이며, 폴링 메커니즘 방식을 사용합니다.

데이터를 보내거나 받는 반이중 방식(half duplex)입니다.

 

2008년에는 USB 3.0의 규격이 등장했고 최대 5Gbps속도입니다.

포트 색깔이 파란색이며 최대 케이블 거리는 3m입니다.

비동기 메커니즘으로, 데이터를 동시에 보내고 받을 수 있는 전이중 방식(full duplex)입니다.

소비 전류는 최대 900mA입니다.

 

USB 3.1은 가장 최근에 나온 규격인데 최대 10Gbps속도입니다.

 

오늘은 외적인 것을 위주로 USB의 가장 기본적인 특징에 대해서 알아보았습니다.

편리하게 사용하고 있는데 개발은 생각보다 쉽지가 않습니다. ㅠㅠ