KR100260887B1 - 디바이스 베이 제어기능을 갖는 유에스비 허브 시스템 - Google Patents

디바이스 베이 제어기능을 갖는 유에스비 허브 시스템 Download PDF

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Abstract

개시된 유에스비 허브 시스템(USB hub system)은 디바이스 베이의 동작을 제어하는 기능을 포함하는 유에스비 허브 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따른 디바이스 베이 제어기능을 갖는 유에스비 허브 시스템은 유에스비 디바이스 또는 1394 디바이스가 장착되어 동작되거나 탈착되게 되는 다바이스 베이와, 컴퓨터 본체 또는 다른 유에스비 허브와 통신하여 유에스비 펑션을 제어하고 데이터 리피팅 기능을 수행하며 디바이스 베이 및 디바이스 베이에 장착되는 디바이스를 제어하는 기능을 수행하는 유에스비 허브와, 유에스비 허브의 기능이 메모리맵 방식에 의해 수행되도록 제어 프로그램을 내장하는 기억장치와, 디바이스 베이 및 디바이스 베이에 장착된 1394 디바이스와 컴퓨터 본체가 1394에 의한 통신을 함으로써 데이터나 제어신호를 상호 전송할 수 있도록 해주는 1394 인터페이스부와, 유에스비 허브로부터 어드레스 코드를 전송 받아 유에스비 허브가 기억장치 또는 1394 인터페이스부를 액세스하도록 해주는 디코딩부로 구성됨을 특징으로 한다.
따라서, 본 발명의 장치는 디바이스 베이의 동작을 제어하기 위해 유에스비 허브와 디바이스 베이 컨트롤러사이의 인터페이스를 위한 회로 및 신호선이 필요 없게 된다는 장점을 갖는다.

Description

디바이스 베이 제어기능을 갖는 유에스비 허브 시스템
본 발명은 유에스비 허브(이하‘USB 허브’라 한다)에 관한 것이다.
보다 상세하게는 디바이스 베이(Device bay)의 동작을 제어하는 디바이스 베이 컨트롤러(이하‘DBC’라 한다)의 기능을 USB 허브에 포함시켜 줌으로써 디바이스 베이의 동작을 제어하기 위해 USB 허브와 DBC사이의 인터페이스를 위한 회로 및 신호선을 생략할 수 있는 디바이스 베이 제어기능을 갖는 USB 허브 시스템에 관한 것이다.
최근 멀티미디어 컴퓨터, 홈 네트워크(Home network) 등과 같은 새로운 형태의 컴퓨터 환경과 컴퓨터를 중심으로한 통신환경이 대두되면서 컴퓨터가 제어하게 되는 주변기기가 급속히 증가하게 되었다.
이에 따라 현재와 같은 컴퓨터와 주변기기의 1:1 접속방법으로는 주변기기의 확장성이라는 측면에서 포화상태에 다다랐다는 판단 하에 컴퓨터와 전화관련 업체 및 모니터 업체가 주도가 되어 새로운 개념의 컴퓨터와 주변기기의 접속방안을 강구하게 되었다.
그 결과, 중저속 데이터 전송용의 USB(Universal serial bus)와 고속 데이터 전송용의 IEEE1394(이하‘1394’라 한다)가 컴퓨터를 중심으로한 새로운 통신 프로토콜(Protocol)로, 그리고 USB와 1394를 채용하는 디바이스 베이(Device bay)가 컴퓨터와 주변기기 사이의 새로운 접속매체로서 표준으로 부각되고 있다.
USB와 1394는 응용 프로그램의 증가에 따라 최근 들어 개인용 컴퓨터 시스템(이하‘PC’라 약칭한다)에 부착하는 각종 주변기기들이 늘어나면서 PC 슬롯이 수용할 수 있는 한계를 초과하게 되고, 각기 그 형상이 다른 주변기기들의 커넥터들을 통일화함으로써 사용자들에게 PC운용의 편리함을 주고자 PC와 전화관련 업체 및 모니터 업체가 주도가 되어 지원하려는 핫플러깅(Hot plugging) 또는 핫 플러그-앤드-플레이(Hot plug-and-play) 개념의 새로운 통신 프로토콜이다.
여기서, USB는 각종 모뎀, 프린터, 조이스틱, 마우스, 키보드, 스캐너 등과 같은 데이터 전송속도가 12[Mbps]이하의 중저속인 기기에 적용되며, 1394는 디지털 카메라, 비디오 카세트 테이프 레코더, 광디스크 재생기 등과 같이 데이터 전송속도가 100-400[Mbps]정도인 고속의 기기에 적용된다.
디바이스 베이 장치(Device bay system)는 일반 사용자가 PC의 주변기기와 같은 디바이스를 추가하거나 기능향상(Upgrade)을 하려고 하는 경우 컴퓨터 본체의 샤시를 열지 않고도 마치 비디오 테이프를 넣거나 빼는 것처럼 디바이스를 삽입 및 제거할 수 있도록 구성된 비디오 테이프에 대응하는 비디오 카세트 테이프 레코더(VCR)와 같은 개념의 PC의 주변기기와 같은 디바이스에 대응하는 장치를 말하며, 이러한 디바이스 베이 장치의 존재 형태는 컴퓨터 본체 또는 디스플레이 장치에 장착될 수도 있고 별도로 존재할 수도 있다.
이와 같은 기능을 구현하기 위한 디바이스 베이 장치는 디바이스 베이와 DBC(device bay controller)로 구성되며 디바이스 베이에 삽입되는 디바이스와 컴퓨터 본체와의 통신수단으로 1394 또는 USB를 이용하고, 이에 의해 데이터, 제어신호 및 전력을 주고받게 되어있다.
한편, 이와 같은 디바이스 베이를 제어하기 위해서는 1394 및 USB 인터페이스부 등을 포함하는 DBC가 요구된다.
따라서 향후 사용자는 어떠한 주변기기라도 USB와 1394 및 디바이스 베이 장치에 의해서 아무런 사전지식 없이 쉽게 PC에 멀티미디어 환경의 주변기기를 연결하여 사용할 수 있게 될 것이다.
도 1은 종래의 USB 디바이스 및 1394 디바이스를 제어하기 위한 시스템을 나타낸 블록 구성도 이다.
도시된 바와 같이 종래의 USB 디바이스 및 1394 디바이스를 제어하기 위한 시스템은 하나 이상의 베이(22)(23) 및 베이(22)(23)의 상태를 제어하는 DBC(21)를 포함하는 디바이스 베이 장치(20)와, 통상‘USB 허브 컨트롤러(USB hub controller)’라 불리는 자체 컨트롤러의 기능으로 디바이스 베이 장치(20)와 인터페이스 되며(USB 인터페이스) 베이(22)(23)에 삽입 또는 제거되는 디바이스와 컴퓨터 본체 사이의 중저속 통신에 있어서 매개체의 역할을 하는 USB 허브(10)와, 디바이스 베이 장치(20)와 인터페이스 되며 베이(22)(23)에 삽입 또는 제거되는 디바이스와 컴퓨터 본체 사이의 고속 통신에 있어서 매개체의 역할을 하는 1394 물리적 계층(Physical layer)(30)과, USB 허브(10)의 동작을 제어하는 제어 프로그램을 내장하는 기억장치(40)로 구성된다.
이러한 구성요소를 갖는 종래의 USB 디바이스 및 1394 디바이스를 제어하기 위한 시스템의 각 구성요소의 역할 및 동작은 다음과 같다.
디바이스 베이 장치(20)의 베이(22)(23)에는 PC의 주변기기와 같은 디바이스가 삽입 또는 제거되는데, DBC(21)는 삽입된 디바이스의 핫플러깅 구현을 위해 디바이스의 삽입 및 제거여부를 USB 허브(10)에 전달함과 함께 디바이스의 삽입 또는 제거에 따른 전력의 공급을 제어하고, 이와 같은 동작의 결과를 레지스터에 임시로 저장한다. 뿐만 아니라 USB 허브(10)와 1394 물리적 계층(30)사이의 통신에 대해서도 내장된 1394 링크 계층(Link layer)을 통해 인터페이스 해준다.
USB 허브(10)는 중저속 데이터 전송용 디바이스(이하‘USB 디바이스’라 한다)가 장착되는 포트를 가지고 여기에 장착되는 디바이스 또는 디바이스 베이 장치(20)의 특정 베이에 삽입된 USB 디바이스가 PC의 또다른 주변기기 또는 컴퓨터 본체와 통신이 가능하도록 하게 해주며 USB 허브 컨트롤러라고 하는 제어기 및 Embedded Function(이하‘USB 허브의 내장펑션’이라한다)을 포함하는데, 이러한 동작은 기억장치(40)에 내장되는 제어 프로그램에 의해 제어된다.
여기서, 일반적으로 USB 허브 컨트롤러와 USB 허브의 내장펑션은 로직회로나 마이크로 컴퓨터로 구성되어 USB 허브가 갖는 특정한 기능(이하‘펑션’이라 한다)을 수행한다.
1394 물리적 계층(30)은 디바이스 베이 장치(20)의 특정 베이에 삽입된 고속 데이터 전송용 디바이스(이하‘1394 디바이스’라 한다)가 PC의 주변기기 또는 컴퓨터 본체와 통신이 가능하도록 1394 신호 전송선을 통하여 신호를 전송하는 역할을 하는데, 디바이스 베이 장치(20)를 비롯한 1394 다바이스가 장착되는 포트를 가진다.
이와 같은 역할을 하는 구성요소로 이루어진 종래의 USB 디바이스 및 1394 디바이스를 제어하기 위한 시스템의 동작은 다음과 같다.
먼저, 베이(22)(23)에 USB 디바이스 또는 1394 디바이스가 삽입되는 경우 이에 해당하는 신호가 DBC(21)로 전송되며, DBC(21)는 이 신호를 받고 디바이스의 삽입에 따른 신호(Device insertion signal)를 발생시켜 USB 인터페이스 로직을 통해 USB 허브(10)로 전송하고, USB 허브(10)는 이에 따른 신호를 컴퓨터 본체로 전송한다.
디바이스의 삽입에 따른 신호를 전송 받은 컴퓨터 본체는 디바이스가 삽입되었음을 인식하게 되며, 베이(22)(23)로부터 디바이스가 쉽게 제거되지 않도록 해주는 디바이스 록킹(Locking)등의 명령 데이터를 USB 허브(10)를 통해 DBC(21)로 전송한다.
컴퓨터 본체로부터 명령 데이터를 전송 받은 DBC(21)는 베이(22)(23)에 삽입된 디바이스로 전력을 공급해주게 되며, 이외의 베이(22)(23)의 상태를 나타내는 데이터들을 임시 기억소자이며 미도시된 디바이스 베이 레지스터 로직부에 저장하게 된다.
이와 같은 순서로 디바이스는 베이(22)(23)에 정상적으로 삽입이 완료되어 동작되게 되며(Hot plugging), 이후 베이(22)(23)에 장착된 USB 디바이스 또는 1394 디바이스는 DBC(21)를 통하지 않고 각각 USB 허브(10)와 1394 물리적 계층(30)을 통하여 직접 컴퓨터 본체와 통신하여 정상적인 동작을 수행하게 된다.
상술한 바와 같은 종래의 USB 디바이스 및 1394 디바이스를 제어하기 위한 시스템에 있어서 USB 허브는 외부적으로 USB 디바이스가 접속되게 되는 통상 4개의 업스트림(Upstream) 및 다운스트림(Downstream)용 포트를 가짐과 아울러, 내부적으로는 정해진 프로그램에 의해 소정의 기능을 수행할 수 있는 3개의 포트를 가진다.
이러한 내부적인 3개의 포트가 가지는 기능이 USB 허브의 내장펑션이며, USB 허브의 내장펑션으로는 IIC 버스를 통해 디스플레이 장치를 제어하는 등과 같은 기능이 사용되고 있고, 통상적으로 3개의 포트가 모두 사용되지 않고 1 또는 2개의 포트의 기능이 낭비되고 있다는 문제점이 있었다.
따라서 본 발명의 목적은 USB 허브로 하여금 DBC가 가지는 디바이스 베이의 제어기능을 USB 허브의 내장펑션으로 갖도록 함으로써 IIC 버스 신호선을 비롯한 USB 허브와 DBC 사이의 인터페이스를 위해 존재하는 회로를 없앨 수 있는 디바이스 베이 제어기능을 갖는 USB 허브 시스템을 제공함에 있다.
도 1은 종래의 USB 디바이스 및 1394 디바이스를 제어하기 위한 시스템을 나타낸 블록 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 디바이스 베이 제어기능을 갖는 USB 허브 시스템의 일 실시예를 나타낸 블록 구성도 이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
50 : 디바이스 베이 60 : USB 허브
70 : 기억장치 80 : 1394 인터페이스부
90 : 디코딩부 61 : 리피터부
62 : 펑션부
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 디바이스 베이 제어기능을 갖는 USB 허브 시스템의 특징은 USB 디바이스 또는 1394 디바이스가 장착되어 동작되거나 탈착되게 되는 다바이스 베이와, 컴퓨터 본체 또는 다른 USB 허브와 통신하여 USB 펑션을 제어하고 데이터 리피팅 기능을 수행하며 디바이스 베이 및 디바이스 베이에 장착되는 디바이스를 제어하는 기능을 수행하는 USB 허브와, USB 허브의 기능이 메모리맵 방식에 의해 수행되도록 제어 프로그램을 내장하는 기억장치와, 디바이스 베이 및 디바이스 베이에 장착된 1394 디바이스와 컴퓨터 본체가 1394에 의한 통신을 함으로써 데이터나 제어신호를 상호 전송할 수 있도록 해주는 1394 인터페이스부와, USB 허브로부터 어드레스 코드를 전송 받아 USB 허브가 기억장치 또는 1394 인터페이스부를 액세스하도록 해주는 디코딩부로 구성된 것에 있다.
이하, 본 발명에 따른 디바이스 베이 제어기능을 갖는 USB 허브 시스템의 바람직한 하나의 실시예를 첨부된 도2에 의거하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 디바이스 베이 제어기능을 갖는 USB 허브 시스템의 일 실시예를 나타낸 블록 구성도 이다.
도시된 바와 같이 본 발명의 디바이스 베이 제어기능을 갖는 USB 허브 시스템은 USB 디바이스 또는 1394 디바이스가 장착되어 동작되거나 탈착되게 되는 다바이스 베이(50)와, 컴퓨터 본체 또는 다른 USB 허브와 통신하여 USB 펑션을 제어하고 데이터 리피팅 기능을 수행하며 디바이스 베이(50) 및 디바이스 베이(50)에 장착되는 디바이스를 제어하는 기능을 수행하는 USB 허브(60)와, USB 허브(60)의 기능이 메모리맵 방식에 의해 수행되도록 제어 프로그램을 내장하는 기억장치(70)와, 디바이스 베이(50) 및 디바이스 베이(50)에 장착된 1394 디바이스와 컴퓨터 본체가 1394에 의한 통신을 함으로써 데이터나 제어신호를 상호 전송할 수 있도록 해주는 1394 인터페이스부(80)와, USB 허브(60)로부터 어드레스 코드를 전송 받아 USB 허브가 기억장치(70) 또는 1394 인터페이스부(80)를 액세스하도록 해주는 디코딩부(90)로 구성되어 있다.
그리고 USB 허브(60)는 다시 데이터 리피팅 기능을 수행하는 리피터부(61)와, USB 펑션 제어와 디바이스 베이(50) 및 디바이스 베이(50)에 장착되는 디바이스를 제어하는 기능을 수행하는 펑션부(62)로 구성되어 있다.
이렇게 구성된 본 발명의 디바이스 베이 제어기능을 갖는 USB 허브 시스템이 도 1에 도시된 종래의 USB 디바이스 및 1394 디바이스를 제어하기 위한 시스템의 구성과 다른 점은 먼저, USB 허브(60)는 펑션부(62)에서 종래의 DBC(도 1의 21)가 수행하던 디바이스 베이의 제어기능을 USB 허브의 내장펑션으로 가지게 된다는 점이다.
여기서, 펑션부(62)는 USB 펑션 제어 기능을 수행하는 로직 회로와 디바이스 베이 및 디바이스 베이에 장착되는 디바이스를 제어하는 기능을 수행하는 마이크로 컴퓨터로 그 회로 및 기능을 분리할 수 있다.
상술한 바와 함께, 종래의 DBC(도 1의 21)에 내장되어 있던 1394 링크 계층은 별도로 분리되어 1394 물리적 계층(도 1의 30)과 함께 1394 인터페이스부(80)를 구성한다.
그리고 이러한 구성의 변화에 따라 디코딩부(90)가 필요하게 되는데, 디코딩부(90)는 별도로 존재하던 DBC(도 1의 20)가 없어지고, DBC(도 1의 21)에 내장되어 있던 1394 링크 계층이 별도로 분리됨에 따라 USB 허브(60)에 구비된 펑션부(62)로부터 어드레스 코드를 전송 받아 펑션부(62)로 하여금 기억장치(70)와 1394 인터페이스부(80)를 동시에 액세스하지 못하도록 해주기 위함이다.
즉, 펑션부(62)는 메모리맵(Memory map) 방식으로 기억장치(70)와 1394 인터페이스부(80)를 액세스하여 USB 허브의 내장펑션을 수행하게 되는데, 이때 디코딩부(90)를 선택수단으로 사용하며, 여기서 디코딩부(90)는 필요에 따라 USB 허브(60) 또는 펑션부(62) 내에 구비될 수도 있을 것이다.
이러한 구성요소를 갖춘 디바이스 베이 제어기능을 갖는 USB 허브 시스템의 동작은 다음과 같다.
먼저, 디바이스 베이(50)에 USB 디바이스 또는 1394 디바이스가 삽입되는 경우 이에 해당하는 신호가 USB 허브(60)의 펑션부(62)로 전송되며(베이 인터페이스), 펑션부(62)는 이 신호를 받아 디바이스의 삽입에 따른 신호(Device insertion signal)를 발생시켜 내부 인터페이스, 리피터부(61)를 통해 컴퓨터 본체로 전송한다.
디바이스의 삽입에 따른 신호를 전송 받은 컴퓨터 본체는 디바이스가 삽입되었음을 인식하게 되며, 디바이스 베이(50)로부터 디바이스가 쉽게 제거되지 않도록 해주는 디바이스 록킹(Locking)등의 명령 데이터를 리피터부(61)를 통해 펑션부(62)로 전송한다.
컴퓨터 본체로부터 명령 데이터를 전송 받은 펑션부(62)는 디바이스 베이(50)에 삽입된 디바이스로 전력을 공급해주는 명령을 미도시된 전력공급부로 출력하게 되며, 이외의 디바이스 베이(50)의 상태를 나타내는 데이터들을 임시 기억소자에 저장하게 된다.
이와 같은 순서로 디바이스는 디바이스 베이(50)에 정상적으로 삽입이 완료되어 동작되게 되며, 이후 디바이스 베이(50)에 장착된 USB 디바이스는 역시 펑션부(62)와 리피터부(61)를 통해 컴퓨터 본체와 통신하여 정상적인 동작을 수행하게 된다.
한편, 정상적으로 디바이스 베이(50)에 장착된 1394 디바이스는 1394 링크(LINK) 인터페이스에 의하여 펑션부(62)와 1394 인터페이스부(80)를 통해 컴퓨터 본체와 통신하여 정상적인 동작을 수행하게 되는데, 이때 펑션부(62)가 1394 링크(LINK) 인터페이스를 통해 1394 인터페이스부(80)와 데이터를 주고받기 위해서는 디코딩부(90)를 통해 1394 인터페이스부(80)를 먼저 액세스해야 한다.
상술한 바와 같은 기능을 수행하기 위해서는 펑션부(62)가 수행하는 기능을 순서대로 제어해주는 프로그램이 필요하게 되는데, 이는 기억장치(70)에 내장되어 있으며, 펑션부(62)가 기억장치(70)로부터 프로그램을 읽어오기 위해서는 디코딩부(90)를 통해 1394 인터페이스부(80)를 먼저 액세스해야 함은 당연하다.
또한 이러한 제어 프로그램은 쉽게 지워지지 않아야 하므로 기억장치(70)는 일반적으로 읽기 전용 메모리인 롬(ROM)이 사용될 수 있을 것이다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 디바이스 베이 제어기능을 갖는 USB 허브 시스템에 의하면, USB 허브로 하여금 DBC가 가지는 디바이스 베이의 제어기능을 USB 허브의 내장펑션으로 갖도록 함으로써 IIC 버스 신호선을 비롯한 종래의 USB 허브와 DBC 사이의 인터페이스를 위해 존재하는 회로 및 신호선이 필요 없게 되는 효과가 있다.

Claims (4)

  1. 유에스비 디바이스 또는 1394 디바이스가 장착되어 동작되거나, 탈착되게 되는 다바이스 베이;
    컴퓨터 본체 또는 다른 유에스비 허브와 통신하여 유에스비 펑션을 제어하고, 데이터 리피팅 기능을 수행하며, 상기 디바이스 베이 및 디바이스 베이에 장착되는 디바이스를 제어하는 기능을 수행하는 유에스비 허브;
    상기 유에스비 허브의 기능이 메모리맵 방식에 의해 수행되도록 제어 프로그램을 내장하는 기억장치;
    상기 디바이스 베이 및 디바이스 베이에 장착된 1394 디바이스와 컴퓨터 본체가 1394에 의한 통신을 함으로써 데이터나 제어신호를 상호 전송할 수 있도록 해주는 1394 인터페이스부; 및
    상기 유에스비 허브로부터 어드레스 코드를 전송 받아 유에스비 허브가 기억장치 또는 1394 인터페이스부를 액세스하도록 해주는 디코딩부로 구성됨을 특징으로 하는 디바이스 베이 제어기능을 갖는 유에스비 허브 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 유에스비 허브는;
    데이터 리피팅 기능을 수행하는 리피터부; 및
    유에스비 펑션 제어와 상기 디바이스 베이 및 디바이스 베이에 장착되는 디바이스를 제어하는 기능을 수행하는 펑션부로 구성됨을 특징으로 하는 디바이스 베이 제어기능을 갖는 유에스비 허브 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 펑션부는;
    유에스비 펑션 제어 기능을 수행하는 로직 회로; 및
    상기 디바이스 베이 및 디바이스 베이에 장착되는 디바이스를 제어하는 기능을 수행하는 마이크로 컴퓨터로 구성됨을 특징으로 하는 디바이스 베이 제어기능을 갖는 유에스비 허브 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 디코딩부는;
    상기 유에스비 허브 내에 구비됨을 특징으로 하는 디바이스 베이 제어기능을 갖는 유에스비 허브 시스템.
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