KR100271807B1 - Usb device and data structure - Google Patents

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Abstract

본 발명은 범용직렬버스 방식의 주변장치와 데이타 구조에 관한 것으로, 범용직렬버스 방식의 인터페이스를 사용하는 호스트 컴퓨터가 각 주변장치의 전력소모량을 정확히 알 수 있도록 하고, 또 각 주변장치로의 전력소모량에 따라 효율적인 전력분배가 이루어질 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.The present invention relates to a peripheral device and a data structure of a general-purpose serial bus method, so that a host computer using the universal serial bus-type interface can accurately know the power consumption of each peripheral device, and the power consumption to each peripheral device. The purpose is to enable efficient power distribution according to.

이와 같은 목적의 본 발명은 전력제어값을 저장하는 저장수단과 제어부를 갖고, 저장수단이 전력제어값을 입력받아 전력제어신호를 발생시켜서 제어부에 전달하도록 이루어진다. 이와 같은 주변장치와 호스트 컴퓨터 사이에 주고받는 데이타 패킷의 데이타 구조는 리퀘스트의 특성을 나타내는 리퀘스트타입필드와, 리퀘스트의 종류를 나타내며 주변장치의 전력제어에 사용되는 전력제어 리퀘스트가 할당되는 리퀘스트필드와, 전력제어 리퀘스트에 의해 제어되는 전력량의 값이 할당되는 밸류필드를 포함하여 이루어진다.The present invention for this purpose has a storage means for storing the power control value and the control unit, the storage means is input to the power control value to generate a power control signal to be delivered to the control unit. The data structure of a data packet transmitted and received between the peripheral device and the host computer includes a request type field indicating a request characteristic, a request field indicating a type of request, and a power control request used for power control of the peripheral device. And a value field to which a value of the amount of power controlled by the power control request is assigned.

Description

범용직렬버스 방식의 주변장치와 데이타 구조Universal Serial Bus Peripherals and Data Structures

본 발명은 범용직렬버스(USB, Universal Serial Bus) 방식의 인터페이스에 관한 것으로, 특히 범용직렬버스 방식의 인터페이스를 사용하는 퍼스널 컴퓨터에서 주변장치의 전력을 제어하기 위한 인터페이스에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a universal serial bus (USB) interface, and more particularly, to an interface for controlling power of a peripheral device in a personal computer using the universal serial bus interface.

범용직렬버스 방식은 컴퓨터와 주변장치 사이의 인터페이스 방식으로, 하나의 호스트 컴퓨터에 최대 127개의 주변장치를 연결하여 사용할 수 있다. 도 1에 이와 같은 범용직렬버스 방식의 개념을 나타내었다. 도 1에 나타낸 바와 같이 호스트 컴퓨터(102)에 다수개의 주변장치(104∼118)를 연결하여 사용한다.The universal serial bus method is an interface between a computer and a peripheral device, and a maximum of 127 peripheral devices can be connected to one host computer. Figure 1 shows the concept of such a universal serial bus system. As shown in FIG. 1, a plurality of peripheral devices 104 to 118 are connected to the host computer 102 for use.

연결방법은 모니터(104)와 키보드(106)처럼 호스트 컴퓨터(102)에 직접 연결하는 방법과, 허브(HUB)(108)(114)를 호스트 컴퓨터(102)에 연결하고 이 허브(108)(114)에 조이스틱(110)이나 전화기(112), 프린터(116), 마우스(118)와 같은 보다 많은 수의 주변장치를 연결하는 방법이 있다.The connection method is directly connected to the host computer 102 such as the monitor 104 and the keyboard 106, and the hubs 108 and 114 are connected to the host computer 102, and the hub 108 ( There is a method of connecting a larger number of peripherals, such as joystick 110, phone 112, printer 116, mouse 118 to 114.

이와 같이 하나의 호스트 컴퓨터에 많은 수의 주변장치를 연결하여 사용하게 되면, 각 주변장치에서 소모되는 전력을 적절하게 제어하는 것이 중요하다. 각 주변장치에서 소모되는 전력은 모두 호스트 컴퓨터를 통하여 공급되는 것이어서, 활성화되어 있지 않은 주변장치에는 전력의 공급을 차단하여 불필요한 전력소모에 의한 호스트 컴퓨터의 부하를 감소시킬 필요가 있다.When a large number of peripheral devices are connected and used in one host computer, it is important to properly control the power consumed by each peripheral device. Since the power consumed by each peripheral device is all supplied through the host computer, it is necessary to cut off the power supply to the peripheral device which is not activated to reduce the load of the host computer due to unnecessary power consumption.

종래에는 호스트 컴퓨터와 주변장치 사이에 주고받는 데이타 패킷의 EOP(End of Packet)를 통하여 전력공급 중단 시점을 결정한다. 즉, EOP가 검출된 시점에서 일정 시간이 경과하면 자동으로 전력의 공급을 중단하며, 그 시간은 대개 3ms 정도이다.Conventionally, a power supply stop point is determined through an end of packet (EOP) of a data packet exchanged between a host computer and a peripheral device. That is, when a certain time elapses from the point of time when the EOP is detected, power supply is automatically stopped, and the time is usually about 3ms.

상술한 바를 구현하기 위하여 각 주변장치에는 도 2와 같은 하드웨어 구성을 갖는다. 도 2는 종래의 범용직렬버스 방식의 주변장치에 구비된 전력제어장치를 나타낸 블록도이다.In order to implement the above, each peripheral device has a hardware configuration as shown in FIG. 2. Figure 2 is a block diagram showing a power control device provided in a conventional general purpose bus peripheral device.

주변장치(202) 내에는 EOP 검출부(204)와 카운터(206), 주변장치 제어부(208)가 구비되어 있다. 주변장치(202)에 입력되는 데이타 패킷(D)의 EOP는 EOP 검출부(204)에서 검출된다. 카운터(206)는 EOP가 검출된 시점부터 카운트를 시작하여 일정 시간(예를 들면 3ms 정도)이 경과하면 주변장치 제어부(208)로 파워다운 신호(PD)를 출력한다. 파워다운 신호(PD)를 입력받은 주변장치 제어부(208)에서는 전원 공급라인을 차단하여 더 이상 전원이 공급되지 않도록 한다.The peripheral device 202 includes an EOP detector 204, a counter 206, and a peripheral device controller 208. The EOP of the data packet D input to the peripheral device 202 is detected by the EOP detector 204. The counter 206 starts counting from the time when the EOP is detected and outputs a power down signal PD to the peripheral device controller 208 when a predetermined time (for example, about 3 ms) elapses. The peripheral controller 208 receiving the power down signal PD cuts off the power supply line so that no more power is supplied.

그러나 이와 같은 종래의 범용직렬버스 방식에서는 호스트 컴퓨터가 각 주변장치의 전력 소모량을 정확히 알 수 없다. 뿐만 아니라 상술한 제어동작에 의해 전원공급이 중단되는 주변장치에서도 카운터의 계수시간(위의 예에서는 3ms) 동안은 전원이 계속 공급되어 이 동안에는 활성화 상태에서와 동일한 양의 전력이 소모되는 문제가 있다.However, in the conventional general-purpose serial bus scheme, the host computer cannot accurately know the power consumption of each peripheral device. In addition, even in the peripheral device which is powered off by the above-described control operation, the power is continuously supplied during the counter counting time (3 ms in the above example), and during this time, the same amount of power is consumed as in the activated state. .

따라서 본 발명은 범용직렬버스 방식의 인터페이스를 사용하는 호스트 컴퓨터가 각 주변장치의 전력소모량을 정확히 알 수 있도록 하고, 또 각 주변장치로의 전력소모량에 따라 효율적인 전력분배가 이루어질 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.Therefore, the present invention enables the host computer using the universal serial bus type interface to accurately know the power consumption of each peripheral device, and also enables efficient power distribution according to the power consumption to each peripheral device. have.

이와 같은 목적의 본 발명은 전력제어값을 저장하는 저장수단과 제어부를 갖고, 저장수단이 전력제어값을 입력받아 전력제어신호를 발생시켜서 제어부에 전달하도록 이루어진다. 이와 같은 주변장치와 호스트 컴퓨터 사이에 주고받는 데이타 패킷의 데이타 구조는 리퀘스트의 특성을 나타내는 리퀘스트타입필드와, 리퀘스트의 종류를 나타내며 주변장치의 전력제어에 사용되는 전력제어 리퀘스트가 할당되는 리퀘스트필드와, 전력제어 리퀘스트에 의해 제어되는 전력량의 값이 할당되는 밸류필드를 포함하여 이루어진다.The present invention for this purpose has a storage means for storing the power control value and the control unit, the storage means is input to the power control value to generate a power control signal to be delivered to the control unit. The data structure of a data packet transmitted and received between the peripheral device and the host computer includes a request type field indicating a request characteristic, a request field indicating a type of request, and a power control request used for power control of the peripheral device. And a value field to which a value of the amount of power controlled by the power control request is assigned.

도 1은 범용직렬버스 방식의 개념을 나타낸 블록도.1 is a block diagram showing the concept of a universal serial bus system.

도 2는 종래의 범용직렬버스 방식의 주변장치에 구비된 전력제어장치를 나타낸 블록도.Figure 2 is a block diagram showing a power control device provided in a conventional universal serial bus system peripheral device.

도 3은 도 3은 본 발명에 따른 범용직렬버스 방식에서 사용되는 데이타 패킷의 구조를 나타낸 도면.3 is a view showing the structure of a data packet used in the universal serial bus method according to the present invention.

도 4는 범용직렬버스 규격에 정해져있는 리퀘스트의 종류를 나타낸 도면.Fig. 4 is a diagram showing the types of requests defined in the universal serial bus standard.

도 5는 본 발명에 따라 2바이트 레지스터를 구비한 주변장치를 나타낸 블록도.5 is a block diagram illustrating a peripheral device having a two byte register in accordance with the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

102 : 호스트 컴퓨터 104∼118, 202, 502 : 주변장치102: host computer 104 to 118, 202, 502: peripheral device

208, 506 : 주변장치 제어부 PD : 파워다운 신호208, 506: Peripheral device controller PD: Power down signal

이와 같이 이루어지는 본 발명의 바람직한 실시예를 도 3 내지 도 5를 참조하여 설명하면 다음과 같다.Referring to Figures 3 to 5 a preferred embodiment of the present invention made as described above are as follows.

도 3은 본 발명에 따른 범용직렬버스 방식에서 사용되는 데이타 패킷의 구조를 나타낸 도면이다.3 is a diagram showing the structure of a data packet used in a general-purpose serial bus method according to the present invention.

도 3(a)에서 셋업필드(SETUP)는 범용직렬버스 규격(USB Specification)에 정해진 프로토콜이다. 이 셋업필드(SETUP) 다음에는 데이타필드(DATA0)(DATA1)와 인식필드(ACK, Acknowledge)가 교대로 이어진다.In FIG. 3A, the setup field SETUP is a protocol specified in the universal serial bus standard. This setup field (SETUP) is followed by a data field DATA0 (DATA1) and an acknowledgment field (ACK, Acknowledge) alternately.

이 가운데 도 3(b)에 나타낸 데이타필드(DATA0)의 구성을 보면, 동기비트(SYNC)와 데이타 패킷 식별인자(DATA0 PID), 데이타(DATA), CRC 에러검사필드(CRC16), EOP의 순서를 갖는다. 동기비트(SYNC)는 데이타 패킷의 입출력 타이밍을 동기시키기 위한 것이며, 데이타 패킷 식별인자(DATA0 PID)는 데이타 패킷의 특성에 대한 정보이다. CRC 에러검사필드(CRC16)는 데이타 패킷의 전송시에 발생할 수 있는 에러를 검사하기 위한 패리티 체크 필드이다. EOP는 패킷의 마지막임을 알리는 필드이다.The configuration of the data field DATA0 shown in FIG. 3B shows the order of the synchronization bit SYNC, the data packet identifier DATA0 PID, the data DATA, the CRC error check field CRC16, and the EOP. Has The sync bit SYNC is for synchronizing the input / output timing of the data packet, and the data packet identifier DATA0 PID is information on the characteristics of the data packet. The CRC error check field CRC16 is a parity check field for checking an error that may occur when transmitting a data packet. EOP is a field indicating the end of a packet.

도 3(b)의 데이타 필드(DATA)는 다시, 리퀘스트타입필드(bmRequestType)와 리퀘스트필드(bRequest), 밸류필드(wValue), 인덱스필드(wIndex), 길이필드(wLength)로 나누어진다.The data field DATA of FIG. 3B is further divided into a request type field bmRequestType, a request field bRequest, a value field wValue, an index field wIndex, and a length field wLength.

리퀘스트타입필드(bmRequestType)는 1바이트의 길이를 가지며, 리퀘스트의 특성을 나타낸다. 최상위 비트인 D7은 데이타의 전송방향이 호스트에서 주변장치로 향하는 것인지, 주변장치에서 데이타로 향하는 것인지를 나타낸다. D7=0이면 호스트에서 주변장치로 향하는 것이고, D7=1이면 주변장치에서 호스트로 향하는 것이다. D6∼D5는 호스트 또는 주변장치가 요구할 수 있는 리퀘스트의 형식을 나타낸다. D6∼D5=00이면 표준 리퀘스트, D6∼D5=01이면 클래스 리퀘스트, D6∼D5=10이면 벤더 리퀘스트이다. D4∼D0은 리퀘스트를 받는 대상을 의미한다. 값에 따라 주변장치, 주변장치 내의 인터페이스, 주변장치 내의 인터페이스의 엔드 포인트인지를 의미한다.The request type field (bmRequestType) has a length of 1 byte and indicates the characteristics of the request. The most significant bit, D7, indicates whether the data is sent from the host to the peripheral or from the peripheral. If D7 = 0, the host is going to the peripheral, and if D7 = 1, it is going from the peripheral to the host. D6 to D5 represent the types of requests that a host or peripheral can request. If D6 to D5 = 00, it is a standard request; if D6 to D5 = 01, it is a class request; if D6 to D5 = 10, it is a vendor request. D4 to D0 means a target to receive a request. The value indicates whether the device is an end point for a peripheral device, an interface within the peripheral device, or an interface within the peripheral device.

리퀘스트필드(bRequest)는 리퀘스트의 종류를 의미하며, 리퀘스트타입필드(bmRequestType)의 D6∼D5의 값에 따라 결정된다.The request field bRequest means a kind of request and is determined according to the values of D6 to D5 of the request type field bmRequestType.

밸류필드(wValue)는 리퀘스트의 형태에 따라 다른 값을 갖는다. 예를 들면, 주소를 설정하는 SET_ADDRESS 리퀘스트에서는 주변장치의 어드레스 값을 갖고, 주변장치의 환경을 설정하는 SET_CONFIGURATION 리퀘스트에서는 주변장치의 환경설정값을 갖는다.The value field (wValue) has a different value depending on the type of request. For example, the SET_ADDRESS request for setting the address has the address value of the peripheral device, and the SET_CONFIGURATION request for setting the environment has the environment setting value of the peripheral device.

인덱스필드(wIndex) 역시 리퀘스트의 형태에 따라 다른 값을 가지며, 일반적으로 인덱스나 오프셋으로 사용된다.The index field (wIndex) also has a different value depending on the request type and is generally used as an index or an offset.

길이필드(wLength)는 호스트 컴퓨터에서 주변장치로 전송되는 데이타의 길이 또는 주변장치에서 호스트 컴퓨터로 전송되는 데이타의 길이에 대한 값을 갖는다.The length field wLength has a value for the length of data transmitted from the host computer to the peripheral device or the length of data transmitted from the peripheral device to the host computer.

현재 범용직렬버스 규격(USB Specification Revision 1.0)에 정해져있는 리퀘스트의 종류는 도 4에 나타낸 것과 같은 13종류가 있다.Currently, there are 13 kinds of requests defined in the universal serial bus standard (USB Specification Revision 1.0) as shown in FIG.

먼저 'GET_STATUS' 리퀘스트는 리퀘스트를 받는 대상 즉, 주변장치의 인터페이스 또는 인터페이스의 엔드 포인트의 상태에 대한 값을 돌려준다.First, the 'GET_STATUS' request returns a value for the status of the object receiving the request, that is, the interface of the peripheral device or the endpoint of the interface.

'CLEAR_FEATURE' 리퀘스트는 특정 내용을 클리어시키거나 디스에이블시킨다.The 'CLEAR_FEATURE' request clears or disables certain content.

'SET_FEATURE' 리퀘스트는 임의의 특성을 설정하거나 인에이블시킨다.The 'SET_FEATURE' request sets or enables any property.

'SET_ADDRESS' 리퀘스트는 앞으로 액세스하게 될 모든 주변장치의 어드레스를 설정한다.The 'SET_ADDRESS' request sets the address of all peripheral devices that will be accessed.

'GET_DESCRIPTOR' 리퀘스트는 데이타의 성질을 나타내는 인식자인 디스크립터가 존재하는 경우 디스크립터의 값을 돌려준다.The 'GET_DESCRIPTOR' request returns the descriptor value if there is a descriptor that identifies the nature of the data.

'SET_DESCRIPTOR' 리퀘스트는 옵션으로서, 만약 주변장치가 이 리퀘스트를 지원하는 경우에는 현재 존재하는 디스크립터가 갱신되거나 새로운 디스크립터가 부여된다.The 'SET_DESCRIPTOR' request is optional. If the peripheral supports this request, the existing descriptor is updated or a new descriptor is given.

'GET_CONFIGURATION' 리퀘스트는 현재 선택된 주변장치에 설정되어 있는 환경에 대한 값을 돌려준다.The 'GET_CONFIGURATION' request returns a value for the environment that is set for the currently selected peripheral.

'SET_CONFIGURATION' 리퀘스트는 주변장치의 환경을 설정한다.The 'SET_CONFIGURATION' request sets the environment for the peripheral.

'GET_INTERFACE' 리퀘스트는 특정 인터페이스의 선택된 대체 설정에 대한 값을 돌려준다.The 'GET_INTERFACE' request returns the value of the selected alternate configuration for a particular interface.

'SET_INTERFACE' 리퀘스트는 호스트 컴퓨터가 특정 인터페이스의 대체 설정을 선택할 수 있도록 허가한다.The 'SET_INTERFACE' request allows the host computer to choose alternate settings for a particular interface.

'SYNCH_FRAME' 리퀘스트는 엔드 포인트의 동기 프레임을 설정하고 그에 대한 결과를 나타내는데 사용된다.The 'SYNCH_FRAME' request is used to set the sync frame of the endpoint and indicate the result.

도 3(c)는 본 발명에 따라 현재 범용직렬버스 규격에 마련되어 있는 13종류의 리퀘스트 이외에 주변장치의 전력을 제어하기 위한 새로운 리퀘스트(SET_POWER)를 할당하고, 그 전력제어값(POWER_VALUE)을 밸류필드(wValue)에 할당한 것이다.3 (c) allocates a new request SET_POWER for controlling the power of the peripheral device in addition to the 13 kinds of requests currently provided in the general-purpose serial bus standard according to the present invention, and assigns the power control value POWER_VALUE to the value field. is assigned to (wValue).

호스트 컴퓨터는 리퀘스트타입필드(bmRequestType)의 D6∼D5의 논리값을 통하여 전력제어를 위한 리퀘스트(SET_POWER)가 유효한지를 알 수 있고, 유효한 경우 밸류필드(wValue)에 설정된 값(POWER_VALUE)을 통하여 효율적인 전력제어량을 알 수 있는 것이다.The host computer can know whether the request for power control (SET_POWER) is valid through the logical values of D6 to D5 of the request type field (bmRequestType), and if it is effective, the efficient power through the value (POWER_VALUE) set in the value field (wValue). The control amount is known.

이와 같은 본 발명에 따른 데이타 구조를 처리하기 위하여 도 5에 나타낸 것과 같이 주변장치(502)에 2바이트 레지스터(504)를 구비하도록 한다. 2바이트 레지스터(504)에는 상술한 밸류필드(wValue)에 설정된 전력제어값(POWER_VALUE)이 입력되어 저장된다. 이 전력제어값(POWER_VALUE)은 전력공급을 제한하는 파워다운 신호(PD)로서 주변장치 제어부(506)에 입력된다. 파워다운 신호(PD)를 입력받은 주변장치 제어부(506)에서는 전원 공급라인을 차단하여 더 이상 전원이 공급되지 않도록 한다.In order to process such a data structure according to the present invention, as shown in FIG. 5, the peripheral device 502 is provided with a 2-byte register 504. In the two-byte register 504, the power control value POWER_VALUE set in the above-described value field wValue is input and stored. The power control value POWER_VALUE is input to the peripheral device controller 506 as a power down signal PD for limiting power supply. The peripheral control unit 506 receiving the power down signal PD cuts off the power supply line so that no more power is supplied.

따라서 본 발명은 범용직렬버스 방식의 인터페이스를 사용하는 호스트 컴퓨터가 각 주변장치의 전력소모량을 정확히 알 수 있도록 하고, 또 각 주변장치로의 전력소모량에 따라 효율적인 전력분배가 이루어질 수 있도록 한다.Therefore, the present invention enables the host computer using the universal serial bus type interface to accurately know the power consumption of each peripheral device, and also enables efficient power distribution according to the power consumption to each peripheral device.

Claims (4)

범용직렬버스 방식의 컴퓨터 주변장치에 있어서,In the general purpose serial bus type computer peripheral device, 전력제어값을 저장하는 저장수단과 제어부를 갖고, 상기 저장수단이 상기 전력제어값을 입력받아 전력제어신호를 발생시켜서 상기 제어부에 전달하도록 이루어지는 범용직렬버스 방식의 컴퓨터 주변장치.And a storage means for storing a power control value and a control portion, wherein the storage means receives the power control value, generates a power control signal, and transmits the generated power control signal to the controller. 청구항 1에 있어서, 상기 저장수단이 2바이트의 저장용량을 갖는 레지스터인 것이 특징인 범용직렬버스 방식의 컴퓨터 주변장치.The computer peripheral device of claim 1, wherein the storage means is a register having a storage capacity of 2 bytes. 범용직렬버스 방식의 데이타 구조에 있어서,In the general-purpose serial bus data structure, 리퀘스트의 특성을 나타내는 리퀘스트타입필드와;A request type field indicating a characteristic of the request; 리퀘스트의 종류를 나타내며, 주변장치의 전력제어에 사용되는 전력제어 리퀘스트가 할당되는 리퀘스트필드와;A request field indicating a type of request and to which a power control request used for power control of a peripheral device is allocated; 상기 전력제어 리퀘스트에 의해 제어되는 전력량의 값이 할당되는 밸류필드를 포함하는 범용직렬버스 방식의 데이타 구조.And a value field to which a value of power amount controlled by the power control request is assigned. 청구항 3에 있어서, 상기 밸류필드의 크기가 2바이트인 것이 특징인 범용직렬버스 방식의 데이타 구조.4. The data structure of a general-purpose serial bus method according to claim 3, wherein the value field has a size of 2 bytes.
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