KR102018666B1 - Ｕｓｂ 디바이스가 연결될 수 있는 전자장치 및 그 제어방법 - Google Patents

Ｕｓｂ 디바이스가 연결될 수 있는 전자장치 및 그 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 USB 디바이스가 연결될 수 있는 전자장치 및 그 제어방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 USB 디바이스가 연결될 수 있는 전자장치는 상기 USB 디바이스와 데이터 통신을 수행하는 제1 통신부와; 상기 제1 통신부와 동일한 통신 방식으로 상기 USB 디바이스와 데이터 통신을 수행하는 제2통신부와; 상기 USB 디바이스와 상기 전자장치 사이에 데이터가 동시에 수신 및 송신되도록 상기 제1 통신부 및 상기 제2 통신부를 제어하는 제어부를 포함한다. 이에 의해 추가적인 하드웨어 구성 없이 양방향 데이터 통신이 가능한 USB 디바이스가 연결될 수 있는 전자장치 및 그 제어방법이 제공된다.

Description

ＵＳＢ 디바이스가 연결될 수 있는 전자장치 및 그 제어방법{ELECTRONIC APPARATUS CONNECTING USB DEVICE AND CONTROL METHOD THEREOF}
본 발명은 USB 디바이스가 연결될 수 있는 전자장치 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 USB 2.0 규격에 대응하여 데이터 통신을 수행하는 USB 디바이스가 연결될 수 있는 전자장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
USB(Universal Serial Bus)은 조이스틱, 키보드, 전화, 스캐너 및 프린터 등과 같은 주변장치와 컴퓨터를 직접 연결하는 플러그 앤 플레이 인터페이스이다. 최근에는 핸드폰, 디지털 카메라에서 컴퓨터로 데이터를 전송할 때도 대부분 USB 인터페이스를 사용한다. USB는 480Mbps의 데이터 전송속도를 지원하므로 다수의 주변기기를 연결해도 속도가 충분하고 최대 127개까지 장치들을 사슬처럼 연결할 수 있다. 또 컴퓨터를 사용하는 도중에 연결해도 인식이 되며 별도의 주변장치용 전원이 필요 없다.
USB의 버전은 1.0에서 3.0까지 있으며, 현재 주로 사용되고 있는 버전은 USB 2.0 이다. 다만, USB 2.0의 경우, 하프 듀플랙스 버스(half-duplex bus) 방식으로 단방향 데이터 통신만이 가능하다. 이로 인하여 데이터 전송 지연 및 대역폭 제약을 위한 문제점이 존재한다.
본 발명의 일 실시예는 추가적인 하드웨어 구성 없이 양방향 데이터 통신이 가능한 USB 디바이스가 연결될 수 있는 전자장치 및 그 제어방법을 제공한다.
또한, 본 발명의 일 실시예는 빠른 데이터 전송이 가능한 USB 디바이스가 연결될 수 있는 전자장치 및 그 제어방법을 제공한다.
또한, 본 발명의 일 실시예는 높은 대역폭을 확보하고 스루풋(throughput)을 향상이 가능한 USB 디바이스가 연결될 수 있는 전자장치 및 그 제어방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 USB 디바이스가 연결될 수 있는 전자장치는 상기 USB 디바이스와 데이터 통신을 수행하는 제1 통신부와; 상기 제1 통신부와 동일한 통신 방식으로 상기 USB 디바이스와 데이터 통신을 수행하는 제2통신부와; 상기 USB 디바이스와 상기 전자장치 사이에 데이터가 동시에 수신 및 송신되도록 상기 제1 통신부 및 상기 제2 통신부를 제어하는 제어부를 포함한다.
상기 제1통신부 및 상기 제2 통신부 중 어느 하나는 호스트 컨트롤러를 포함하고, 나머지 하나는 디바이스 컨트롤러를 포함할 수 있다.
상기 호스트 컨트롤러는 상기 USB 디바이스의 디바이스 컨트롤러와 연결되고, 상기 디바이스 컨트롤러는 상기 USB 디바이스의 호스트 컨트롤러와 연결될 수 있다.
상기 제1통신부 및 상기 제2 통신부 중 어느 하나는 USB OTG 마스터로 동작하고, 나머지 하나는 USB OTG 슬레이브로 동작할 수 있다.
상기 제1통신부 및 상기 제2 통신부 중 어느 하나는 데이터를 송신하고, 나머지 하나는 데이터를 수신한다.
상기 제1통신부 및 상기 제2 통신부는 USB 2.0 버전에 따라 통신을 수행하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 USB 디바이스가 연결될 수 있으며, 데이터 통신을 위한 제1 통신부와 상기 제1 통신부와 동일한 통신 방식으로 데이터 통신을 수행하는 제2통신부를 포함하는 전자장치의 제어방법은 제1통신부 및 상기 제2 통신부 중 어느 하나는 마스터로 동작하고, 나머지 하나는 슬레이브로 동작하도록 설정하는 단계와; 상기 제1통신부 및 상기 제2 통신부 중 어느 하나는 데이터를 송신하고, 나머지 하나는 데이터를 수신하도록 설정하는 단계를 포함한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면 추가적인 하드웨어 구성 없이 양방향 데이터 통신이 가능한 USB 디바이스가 연결될 수 있는 전자장치 및 그 제어방법이 제공된다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면 빠른 데이터 전송이 가능한 USB 디바이스가 연결될 수 있는 전자장치 및 그 제어방법이 제공된다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면 높은 대역폭을 확보하고 스루풋(throughput)을 향상이 가능한 USB 디바이스가 연결될 수 있는 전자장치 및 그 제어방법이 제공된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자장치의 제어 블록도이고,
도 2는 도 1에 따른 전자장치 간의 데이터 통신을 도시한 도면이고,
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자장치의 제어 블록도이고,
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전자장치의 제어 블록도이고,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자장치의 데이터 통신을 설명하기 위한 제어 흐름도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙이도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자장치의 제어 블록도이다.
도시한 바와 같이, 본 실시예는 두 개의 전자장치, 제1 전자장치(100) 및 제2 전자장치(200)가 서로 연결되어 통신한다. 제1 전자장치(100) 및 제2 전자장치(200)는 대칭적인 구성을 갖는 장치로서 USB 디바이스가 연결될 수 있는 통신부를 포함하는 모든 장치를 포함한다. 예를 들어, 제1 전자장치(100) 및 제2 전자장치(200)는 텔레비전, 휴대폰이나 PDA, MP3 플레이어와 같은 모바일 단말기, 카메라, 프린터, 스캐너, 웹캠, 외장 하드디스크 등으로 구현될 수 있다. 제1 전자장치(100) 및 제2 전자장치(200)는 서로에서 USB 디바이스로 연결될 수 있다. 즉, 제1 전자장치(100)가 호스트로 동작하고, 제2 전자장치(200)가 USB 디바이스로 동작할 수도 있고, 반대로 제2 전자장치(200)가 호스트로 동작하고, 제1 전자장치(100)가 USB 디바이스로 동작할 수도 있다.
제1 전자장치(100)는 제1 통신부(110), 제2 통신부(120) 및 제1 제어부(130)를 포함하고, 제2 전자장치(200)는 이에 대응하도록 제3 통신부(210), 제4 통신부(220) 및 이들을 제어하는 제2 제어부(230)를 포함한다. 도시된 바와 같이, 제1 통신부(110)는 제3 통신부(210)와 연결되어 있고, 제2 통신부(120)는 제4 통신부(220)와 연결되어 있다.
제1 통신부(110) 내지 제4 통신부(220)는 USB 규격에 따라 데이터를 송수신하는 USB 인터페이스에 해당한다. 본 실시예에 따른 데이터 통신은 기설정된 규격인 USB 2.0 버전 규격에 따라 수행된다. USB 2.0 버전의 경우, 데이터의 송신 또는 수신은 한 방향으로만 가능한 하프 듀플랙스 버스(half-duplex bus) 방식이다. 즉, 전자장치가 USB 디바이스와 연결되면, 데이터를 전송하는 동안에는 USB 디바이스로부터 데이터를 수신하거나 USB 디바이스에서 발생한 이벤트에 대하여 실시간으로 대응할 수 없다.
제1 제어부(130)는 제1 통신부(110)를 통하여 제3 통신부(210)로 데이터를 전송하고, 제4 통신부(220)로부터 제2 통신부(120)를 통하여 데이터를 수신하도록, 즉, 특정 통신부에 따라 데이터의 송신 및 수신 루트를 한정할 수 있다. 이러한 제어를 통하여 제1 전자장치(100)와 제2 전자장치(200) 사이에서는 데이터가 동시에 수신 및 송신될 수 있다. 도 2는 도 1에 따른 전자장치 간의 데이터 통신을 도시한 도면으로, 본 실시예에 따른 제1 전자장치(100)는 데이터를 제2 전자장치(200)로 전송하는 동시에 제2 전자장치(200)로부터 데이터를 수신할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 제1제어부(130)는 데이터의 수신 및 송신 루트를 한정하지 않을 수 있다.
또한, 제1 제어부(130)는 제2 전자장치(200)에 억세스 하여 실행되는 어플리케이션의 데이터 입출입, 즉, 수신될 데이터와 송신될 데이터를 제어하여 제1 통신부(110) 및 제2 통신부(120) 사이에서 데이터의 충돌이 발생하지 않도록 한다. 제1 제어부(130)는 CPU로 구현될 수도 있고, CPU의 제어를 받는 중간 컨트롤러로 구현될 수도 있다.
정리하면, 제1 전자장치(100)는 독립적으로 데이터를 송신 또는 수신할 수 있는 독자적인 통신부를 적어도 두 개 포함하고 있다. 이를 통하여 USB 2.0 버전에 따라 데이터 통신을 수행하면서도 하프 듀플랙스 버스 방식이 아닌 풀 듀플랙스 버스(full-duplex bus) 방식으로 동작할 수 있다. 따라서, USB 2.0 버전 하에서 풀 듀플랙스 버스 방식을 구현하기 위하여 추가하는 USB host to host bridge와 같은 별도의 칩셋 없이도 데이터 양방향 전송이 가능해 진다. 또한, 이를 통하여 보다 빠른 데이터 전송이 가능하고, 높은 대역폭을 확보할 수 있는 장점이 있다. 물론, 대역폭의 향상으로 인하여 스루풋(throughput)이 개선되기 때문에 어플리케이션의 퍼포먼스 역시 향상된다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자장치의 제어 블록도이다. 본 실시예는 도 1의 제1 통신부(110) 내지 제4 통신부(220)를 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 도시된 바와 같이, 제1 전자장치(100)는 제1 호스트 컨트롤러(140) 및 제1 디바이스 컨트롤러(150)를 포함하고, 이에 대응하여 제2 전자장치(200)는 제2 디바이스 컨트롤러(240)와 제2 호스트 컨트롤러(250)를 포함한다.
제1 호스트 컨트롤러(140)는 제1 전자장치(100)가 호스트 기능을 수행하고, 제1 전자장치(100)에 연결되어 있는 제2 전자장치(200)가 USB 디바이스로 동작하도록 한다. 호스트는 데이터의 송수신에 대한 제어권을 갖는 것으로 제2 전자장치(200)의 제2 디바이스 컨트롤러(240)와 통신하며 데이터의 송수신을 제어한다.
한편, 제2 호스트 컨트롤러(250)는 제2 전자장치(200)가 호스트 기능을 수행하고, 제1 전자장치(100)가 USB 디바이스로 동작하도록 호스트 기능을 수행한다.
제1 디바이스 컨트롤러(150) 및 제2 디바이스 컨트롤러(240)는 각각 데이터 통신으로 연결되어 있는 호스트 컨트롤러(140, 250)의 제어를 받아 각 전자장치(100, 200)가 디바이스로 동작할 수 있도록 한다.
제1 제어부(130) 및 제2 제어부(230)는 도 1의 제어부와 유사하거나 실질적으로 동일한 기능을 수행한다.
기존에는 하나의 전자장치는 호스트 또는 디바이스 중 어느 하나의 컨트롤러만을 포함했다. 본 실시예에 따른 제1 전자장치(100)와 제2 전자장치(200)는 호스트 역할을 수행하는 호스트 컨트롤러(140, 250)와 디바이스 역할을 수행하는 디바이스 컨트롤러를 모두 포함하여 데이터가 송신 또는 수신만 이루어지던 일방 통신에서 송수신이 동시에 이루어지는 양방향 통신을 지원한다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전자장치의 제어 블록도이다.
도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 제1 전자장치(100)는 제1 OTG 컨트롤러(160)와 제2 OTG 컨트롤러(170)를 포함하고, 제2 전자장치(200)는 제3 OTG 컨트롤러(260)와 제4 OTG 컨트롤러(270)를 포함한다.
USB OTG(on-to-go)는 주 컴퓨터의 개입 없이 개인 휴대 정보 단말기(PDA)나 MP3 플레이어, 휴대폰과 같은 포터블 장치들 간에서도 동작될 수 있도록 수정된 USB 규격에 해당한다. OTG 컨트롤러는 주변 기기들 간의 점 대 점 통신이 가능하도록 각 장치가 제한적인 범위 내에서 호스트 기능을 수행할 수 있게 하는 HNP(Host Negotiation Protocol)와 장치들의 배터리 전력 소모를 줄이기 위해 상대방 기기의 요청이 있을 경우에만 연결을 유지하는 SRP(Session Request Protocol) 등 두 가지 기능을 지원한다. 전송 속도는 LS(low speed) 모드(1.5 Mbps), FS(full speed) 모드(12Mbps)로만 사용되며, HS(high speed) 모드(480Mbps)에는 사용되지 않는다. 케이블과 커넥터는 호스트 또는 슬레이브를 선택하는 ID 핀이 추가되어 5핀이다. 즉, OTG 컨트롤러는 전자장치가 호스트 또는 클라이언트, 즉 마스터나 슬레이브 중 어느 하나로 동작할 수 있도록 한다.
도시된 바와 같이 제1 전자장치(100)의 제1 OTG 컨트롤러(160)는 제1 전자장치(100)가 마스터로 동작하도록 스위칭 되어 있고, 제2 OTG 컨트롤러(170)는 슬레이브로 동작하도록 스위칭 되어 있다. 물론, 제2 전자장치(200)는 이와 대응될 수 있도록 제1 전자장치(100)의 마스터에는 제3 OTG 컨트롤러(260)의 슬레이브가 연결되고, 슬레이브에는 제4 OTG 컨트롤러(270)의 마스터가 연결된다.
제1 OTG 컨트롤러(160)의 마스터는 호스트 컨트롤러의 역할을 하면서, 제2 전자장치(200)와의 데이터 통신을 주관하고, 제2 OTG 컨트롤러(170)의 마스터 역시 호스트 컨트롤러의 역할을 하면서, 제1 전자장치(100)와의 데이터 통신을 주관한다.
제1 OTG 컨트롤러(160)의 마스터는 데이터를 제2 전자장치(200)로 전송하고, 제2 전자장치(200)로부터 입력되는 데이터를 차단함으로써 데이터 트랜스미터의 역할을 하고, 제1 OTG 컨트롤러(160)의 슬레이브는 제2 전자장치(200)로부터 데이터를 수신만 하고 제1 전자장치(100)로부터 데이터가 출력되는 것을 차단함으로써 데이터 리시버의 역할만을 할 수 있다. 이런 경우에도 상기 실시예와 같이 제1 전자장치(100) 및 제2 전자장치(200)는 USB 2.0의 규격을 만족하면서도 데이터의 송신 및 수신을 동시에 진행할 수 있는 장점이 있다.
다른 실시예에 따르면, 제1 전자장치(100)의 제1 OTG 컨트롤러(160) 및 제2 OTG 컨트롤러(170)는 모두 마스터로 동작하고, 제2 전자장치(200)의 제3 OTG 컨트롤러(260)와 제4 OTG 컨트롤러(270)는 모두 슬레이브로 동작할 수도 있다. 물론, 그 반대도 가능하다. OTG 컨트롤러가 호스트로 동작하는지 또는 슬레이브로 동작하는 여부는 데이터 통신의 주도권을 어느 장치가 갖는지에 관한 것으로 데이터의 송신 또는 수신과는 무관하다. 다만, 데이터 통신의 최상의 퍼포먼스를 위하여 하나의 전자장치에서 마스터 역할 및 슬레이브 역할을 모두 수행하면서 데이터 트랜스미터 및 데이터 리시버 역할을 수행하는 것이 바람직하다.
또, 다른 실시예에 따르면, 제1 전자장치(100) 및 제2 전자장치(200)는 두 개가 아닌 추가의 OTG 컨트롤러를 더 포함할 수도 있다. 송신을 위한 데이터 통신이 더 필요하면 OTG 컨트롤러를 마스터로 설정하고 수신을 위한 데이터 통신이 더 필요하면 OTG 컨트롤러를 슬레이브로 설정할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자장치의 데이터 통신을 설명하기 위한 제어 흐름도이다. 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 데이터 통신 방법을 정리하면 다음과 같다.
우선, 제1 전자장치(100)와 제2 전자장치(200)는 USB 디바이스가 연결될 수 있으며, 데이터 통신을 위한 제1 통신부와 제1 통신부와 동일한 통신 방식으로 데이터 통신을 수행하는 제2 통신부를 마련한다(S10). 제1통신부는 호스트 컨트롤러와 디바이스 컨트롤러와 같이 주도권이 정해져 있는 컨트롤러로 마련될 수도 있고, OTG 컨트롤러와 같이 그 기능이 변경 가능한 컨트롤러로 마련될 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 제1통신부 및 제2 통신부 중 어느 하나는 마스터로 동작하고, 나머지 하나는 슬레이브로 동작하도록 설정한다(S20). 이러한 제어는 데이터 통신의 퍼포먼스를 최상으로 유지하고, 통신 제어권에 따른 데이터 제어를 용이하게 하기 위함이다.
제1통신부 및 상기 제2 통신부 중 어느 하나는 데이터를 송신하고, 나머지 하나는 데이터를 수신하도록 설정할 수 있다(S30). 이러한 제어를 통하여 데이터 수신 및 송신이 동시에 이루어 지는 것이 가능하고, 이론 상 USB 통신에 허용되는 대역폭의 2배를 확보할 수 있으며, 그에 따른 스루풋의 향상도 도모할 수 있다.
비록 본 발명의 몇몇 실시예들이 도시되고 설명되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 원칙이나 정신에서 벗어나지 않으면서 본 실시예를 변형할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 발명의 범위는 첨부된 청구항과 그 균등물에 의해 정해질 것이다.
100 : 제1 전자장치 110 : 제1 통신부
120 : 제2 통신부 200 : 제1 전자장치
210 : 제3 통신부 220 : 제4 통신부
140 : 제1 호스트 컨트롤러 150 : 제1 디바이스 컨트롤러
240 : 제2 디바이스 컨트롤러 250 : 제2 호스트 컨트롤러
160 : 제1 OTG 컨트롤러 170 : 제2 OTG 컨트롤러
260 : 제3 OTG 컨트롤러 270 : 제4 OTG 컨트롤러

Claims (7)

  1. USB 디바이스가 연결될 수 있는 전자장치에 있어서,
    상기 USB 디바이스와 데이터 통신을 수행하는 제1 통신부와;
    상기 제1통신부와 동일한 통신 방식으로 상기 USB 디바이스와 데이터 통신을 수행하는 제2통신부와;
    상기 제1통신부 또는 상기 제2통신부 중 어느 하나를 데이터 전송 기능을 수행하는 통신부로 설정하고, 나머지 하나를 데이터 수신 기능을 수행하는 통신부로 설정하여, 소정 어플리케이션 실행에 의한 데이터가 상기 데이터 전송 기능을 수행하도록 설정된 통신부를 통해 상기 USB 디바이스로 송신되는 동안, 상기 데이터 수신 기능을 수행하도록 설정된 통신부를 통해 상기 실행된 어플리케이션의 데이터가 상기 USB 디바이스로부터 수신되도록 상기 제1 통신부 및 상기 제2 통신부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1통신부 또는 상기 제2통신부 중 어느 하나는 호스트 컨트롤러를 포함하고, 나머지 하나는 디바이스 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 호스트 컨트롤러는 상기 USB 디바이스의 디바이스 컨트롤러와 연결되고, 상기 디바이스 컨트롤러는 상기 USB 디바이스의 호스트 컨트롤러와 연결되는 것을 특징으로 하는 전자장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1통신부 또는 상기 제2통신부 중 어느 하나는 USB OTG 마스터로 동작하고, 나머지 하나는 USB OTG 슬레이브로 동작하는 것을 특징으로 하는 전자장치.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1통신부 또는 상기 제2통신부는 USB 2.0 버전에 따라 통신을 수행하는 것을 특징으로 하는 전자장치.
  7. USB 디바이스가 연결될 수 있으며, 데이터 통신을 위한 제1통신부와 상기 제1통신부와 동일한 통신 방식으로 데이터 통신을 수행하는 제 2 통신부를 갖는 전자장치의 제어방법에 있어서,
    상기 제1통신부 또는 상기 제2통신부 중 어느 하나를 데이터 전송 기능을 수행하는 통신부로 설정하고, 나머지 하나를 데이터 수신 기능을 수행하는 통신부로 설정하는 단계;
    상기 데이터 전송 기능을 수행하도록 설정된 통신부를 통해 소정 어플리케이션 실행에 의한 데이터가 상기 USB 디바이스로 송신되는 단계; 및
    상기 USB 디바이스로 데이터가 송신되는 동안, 상기 데이터 수신 기능을 수행하도록 설정된 통신부를 통해 상기 USB 디바이스로부터 데이터가 수신되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자장치의 제어방법.
KR1020110147727A 2011-12-30 2011-12-30 Ｕｓｂ 디바이스가 연결될 수 있는 전자장치 및 그 제어방법 KR102018666B1 (ko)

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