KR102509982B1 - Usb 인식 장치 및 방법, 그리고 이를 위한 리더의 동작 방법 - Google Patents

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Abstract

호스트 PC는 태그가 연결된 리더와 연결을 설정하고, 상기 태그의 서비스 정보를 USB 장치로 매핑하기 위한 USB 구성 정보를 상기 리더로부터 수신하면, 상기 USB 구성 정보를 토대로 상기 리더를 상기 태그의 서비스 정보를 지원하는 USB 장치로 인식한다.

Description

USB 인식 장치 및 방법, 그리고 이를 위한 리더의 동작 방법{APPARATUS AND METHOD FOR RECOGNITING USB AND METHOD FOR OPERATING OF READER THEREFOR}
본 발명은 USB(Universal Serial Bus) 인식 장치 및 방법, 그리고 이를 위한 리더의 동작 방법에 관한 것으로, 특히 무선 혹은 유선으로 연결되는 장치를 USB 호스트에서 인식한 후 데이터를 송수신하는 USB 인식 장치 및 방법, 그리고 이를 위한 리더의 동작 방법에 관한 것이다.
USB 장치가 USB 호스트에 연결되면 USB 호스트에서는 USB 장치를 스캔하고 USB 장치로 인식한 후 USB 호스트가 USB 장치의 구성 정보에 해당하는 USB 호스트용 장치 드라이버를 실행하게 된다. USB 장치의 구성 정보는 일반적으로 PID(Product Identification)/VID(Vendor Identification) 정보를 사용하거나 공통으로 사용되는 USB 클래스(class) 정보를 이용하여 제공된다. USB 장치가 USB 클래스에서 정의된 규격에 따라 만들어지면 운영체제에서 기본적으로 제공하는 클래스 드라이버를 사용할 수 있다.
이더넷과 같은 통신을 지원하는 USB 장치의 경우, USB 호스트에서는 USB 호스트에 연결된 USB 장치를 먼저 인식하고 USB 장치에 해당하는 이더넷 장치 드라이버가 실행된다. USB 장치를 이용하여 다른 장치와 유선으로 데이터를 교환하기 위해서는 USB 장치가 먼저 인식되고 장치 드라이버를 통하여 상위 응용프로그램에서 상대방과 통신을 하기 위한 절차를 수행한다.
일대일 무선통신으로 동작하는 무선 근접 장치의 경우 일대일로 연결되는 장치를 리더(Reader)와 태그(Tag)로 정의한다. 리더는 USB 인터페이스를 통해서 USB 호스트와 연결되고 태그는 원격 장치로서 무선근접통신을 이용하여 리더와 연결된다. 기존 USB 인식 방식에서는 리더가 USB 인터페이스로 USB 호스트에 연결되면 리더의 USB 장치의 구성 정보인 VID/PID에 따라서 USB 리더 장치 드라이버가 동작한다. 리더의 구성 정보는 일반적으로 변경되지 않는다. USB 호스트 PC에서는 리더를 USB 장치로 인식한 후 USB 리더 장치 드라이버를 수행한다. 리더가 상대방 원격 장치와 연결하기 위한 절차가 시작되어 원격 장치가 무선근접통신으로 접속하기를 기다린다. 상대방 원격 장치와 무선근접통신으로 연결이 이루어지면 호스트 PC에서는 상대방 원격 장치가 어떤 기능을 지원하는지 검색하는 절차가 이루어지고, 응용(application)에서 원격 장치가 지원하는 기능을 이용할 수 있도록 드라이버 스택을 동작함으로써, 원격 장치와 통신을 수행한다.
그러나 기존 방식의 경우, USB 호스트의 프로토콜 스택이 구성되면, 무선근접통신을 이용하여 리더와 태그가 일대일로 빠르게 연결되어 태그가 제공하는 서비스를 이용하고자 할 때 응용 프로그램에서 프로토콜 스택의 여러 단계를 거쳐야 리더를 통해 태그가 제공하는 서비스를 이용할 수 있다. 또한 USB 호스트의 운영체제가 달라질 때마다 운영체제에 맞도록 새로운 드라이버 및 프로토콜 스택을 만들어 설치해야 하는 문제점이 있다.
본 발명이 해결하려는 과제는 리더와 태그 구조에서 복잡한 프로토콜 스택을 사용하지 않고 USB 호스트의 운영체제에 종속되지 않으면서 태그가 제공하는 서비스를 빠르게 이용할 수 있도록 하는 USB 인식 장치 및 방법, 그리고 이를 위한 리더의 동작 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 한 실시 예에 따르면, 호스트 PC에서 USB(Universal Serial Bus) 장치를 인식하는 방법이 제공된다. USB 인식 방법은 태그가 연결된 리더와 연결을 설정하는 단계, 상기 태그의 서비스 정보를 USB 장치로 매핑하기 위한 USB 구성 정보를 상기 리더로부터 수신하는 단계, 그리고 상기 USB 구성 정보를 토대로 상기 리더를 상기 태그의 서비스 정보를 지원하는 USB 장치로 인식하는 단계를 포함한다.
본 발명은 일대일 통신기능을 제공하는 리더와 태그 구조에서 별도의 장치 드라이버나 프로토콜 스택을 설치하지 않고 태그가 제공하는 서비스를 이용할 수 있다. 태그가 리더에 연결이 되면 태그에서 제공하는 기능에 따라서 호스트 PC가 리더를 다른 종류의 USB 장치로 인식한다. 연결되는 태그에 따라서 USB 클래스 장치로 인식하면 리더를 동작시키기 위한 별도의 드라이버나 프로토콜 스택 없이 태그가 제공하는 기능을 사용할 수 있다.
도 1은 태그가 무선으로 리더에 연결되었을 때 호스트 PC에서 리더를 USB 장치로 인식하기 위한 기존 방식을 설명하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 USB 인식 장치를 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 리더의 동작을 나타낸 도면이다.
도 4는 도 2에 도시된 USB 제어 블록의 동작을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 호스트 PC에서의 USB 인식 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 USB 인식 방법의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 USB 인식 방법의 다른 예를 나타낸 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 및 청구범위 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이제 본 발명의 실시 예에 따른 USB 인식 장치 및 방법, 그리고 이를 위한 리더의 동작 방법에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
도 1은 태그가 무선으로 리더에 연결되었을 때 호스트 PC에서 리더를 USB 장치로 인식하기 위한 기존 방식을 설명하는 도면이다.
도 1을 참고하면, 리더(120)는 호스트 PC(130)에 연결되고, 태그(110)는 원격 장치로서 무선근접통신을 이용하여 리더(120)와 연결된다.
리더(120)가 USB 인터페이스(131)를 통해 호스트 PC(130)에 연결되면, 호스트 PC(130)의 USB 호스트 제어부(132)에서는 리더(120)의 USB 장치의 구성 정보인 VID/PID에 따라서 리더(120)를 USB 장치로 인식한다. 리더(120)가 USB 장치로 인식되면 USB 리더 장치 드라이버 블록(133)이 동작하여 USB 리더 장치 드라이버가 실행된다.
리더(120)가 인식되면 호스트 PC(130)의 제어 블록(134)에서는 상대방 원격 장치인 태그(110)와 연결하기 위한 연결(connection) 절차를 수행하고 태그(110)가 무선근접통신으로 리더(120)에 접속하기를 기다린다. 태그(110)가 무선근접통신으로 리더(120)에 연결이 이루어지면 태그(110)가 어떤 기능을 지원하는지 검색하는 절차가 이루어지고, 응용(application)(135)에서 태그(110)가 지원하는 기능을 이용할 수 있도록 원격 기능(remote function) 블록(136, 137)이 실행된다. 응용(135)에서는 원격 기능 블록(136, 137)에서 제공하는 기능을 이용하여 태그(110)와 통신을 수행한다. 예를 들어, 태그(110)가 플래시 디스크(flash disk) 기능을 가진다면 원격 기능 블록(136)이 실행되어, 플래시 디스크와 같은 대용량 스토리지(Mass Storage)를 제어할 수 있는 기능을 가지게 된다.
그러나 도 1과 같은 방식으로 호스트 PC(130)의 프로토콜 스택이 구성되면 무선근접통신을 이용하여 리더(120)와 태그(110)가 일대일로 빠르게 연결되어 태그(110)가 제공하는 서비스를 이용하고자 할 때, 호스트 PC(130)의 응용(135)에서는 여러 단계를 거쳐야 리더(120)를 통해 태그(110)가 제공하는 서비스를 이용할 수 있다. 또한, 도 1과 같은 구조를 가지면 호스트 PC(130)의 운영체제가 달라질 때마다 운영체제에 맞도록 새로운 드라이버 및 프로토콜 스택을 만들어서 설치해야 하는 문제점이 있다.
본 발명의 실시 예에서는 도 1과 같은 프로토콜 스택의 단계를 줄이고 태그(110)가 지원하는 기능을 리더(120)가 직접 해당 기능을 지원하는 USB 장치로 인식하도록 하여, 빠른 서비스를 가능하게 하는 방법을 제공한다. 예를 들면, 플래시 디스크 기능을 제공하는 태그(110)가 리더(120)에 연결이 되었을 때 리더(120)가 USB 대용량 스토리지 클래스 장치인 것처럼 호스트 PC(130)에서 인식한다면 도 1과 같은 원격 기능 블록(136)이나 USB 리더 장치 드라이버 블록(133)이 필요 없게 된다. 호스트 PC(130)는 태그(110)가 보이지 않고 리더(120)와 태그(110)가 하나의 USB 장치인 것처럼 인식한다. 리더(120)가 USB 대용량 스토리지 클래스 장치로 인식되면 거의 모든 운영체제가 USB 클래스 장치를 지원하기 때문에 별도의 드라이버나 프로토콜 스택을 설치하지 않아도 동작하는 장점이 있다. 또 다른 예로, 비디오 카메라 기능을 가지는 태그(110)가 리더(120)에 연결되었을 때 리더(120)가 USB 비디오 클래스 장치인 것처럼 호스트 PC(130)에서 인식한다면 호스트 PC(130)에서는 별도의 프로그램 설치 없이 태그(110)가 가진 비디오 카메라 기능을 사용할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 USB 인식 장치를 나타낸 도면이다.
도 2를 참고하면, USB 인식 장치에 해당하는 호스트 PC(230)는 USB 클래스 장치 드라이버 블록(232) 및 USB 호스트 제어부(234)를 포함한다.
호스트 PC(230)의 USB 클래스 장치 드라이버 블록(232)은 새로 연결된 리더(220)의 USB 구성 정보를 토대로 해당 USB 클래스 장치 드라이버를 실행시킨다.
USB 호스트 제어부(234)는 새로 연결된 USB 장치를 스캔한다. USB 호스트 제어부(234)는 새로 연결된 리더(220)의 USB 구성 정보를 토대로 리더(220)를 해당하는 USB 클래스 장치로 인식한다.
이와 같이, 호스트 PC(230)에서 태그(210)가 무선으로 리더(220)에 연결되었을 때 리더(220)를 태그(210)의 서비스 기능을 지원하는 USB 장치로 인식하도록 하기 위한 태그(210) 및 리더(220)는 다음과 같이 구성될 수 있다.
태그(210)는 외부 인터페이스 모뎀(External Interface Modem)(212), 태그 제어 블록(214) 및 태그 서비스 기능 블록(216)을 포함한다.
리더(220)는 외부 인터페이스 모뎀(222), 리더 제어 블록(224), 데이터 처리 블록(226) 및 USB 제어 블록(228)을 포함한다.
태그(210) 및 리더(220)의 외부 인터페이스 모뎀(212, 222)은 일대일 무선근접통신 기능을 제공한다.
리더 제어 블록(224)은 외부 인터페이스 모뎀(222)을 이용하여 태그(210)가 접속하기 위한 기능 및 절차를 제공한다.
근접통신에서 태그(210)가 가까워지면 리더 제어 블록(224)과 태그 제어 블록(214)이 각각 외부 인터페이스 모뎀(222, 212)을 통해서 연결 설정(connection setup) 혹은 접속(Association) 절차를 수행하여 외부 인터페이스 모뎀(212, 222)의 링크 계층에서 리더(220)와 태그(210)가 연결된다.
태그 서비스 기능 블록(216)은 태그(210)에서 지원하는 기능으로, 호스트 PC(230)의 응용프로그램에서 보내는 명령을 수행하거나 데이터를 송수신하는 역할을 수행한다.
USB 제어 블록(228)은 호스트 PC(230)와 연결하기 위한 USB 인터페이스 기능 및 USB 구성 정보의 수집(enumeration) 기능을 수행한다. USB 구성 정보의 수집 기능은 USB 장치를 발견하고 인식하는 스캔 과정을 의미할 수도 있다. 데이터 처리 블록(226)은 외부 인터페이스 모뎀(222)을 통해 송수신된 데이터를 USB 제어 블록(228)에서 생성한 입력/출력단(IN/OUT endpoint)으로 전달하는 기능을 수행한다. USB 제어 블록(228)은 연결된 태그(210)의 종류에 따라서 다른 USB 구성 정보를 가지고 있으며, 호스트 PC(230)가 새로 연결된 리더(220)의 USB 구성 정보를 수집(enumeration)할 때 연결된 태그(210)에 따라서 지정된 USB 구성 정보를 호스트 PC(230)에 제공한다.
도 3은 도 2에 도시된 리더의 동작을 나타낸 도면이다.
도 3을 참고하면, 호스트 PC(230)에 리더(220)가 연결되고, 리더(220)가 유선 혹은 무선으로 태그(210)와 연결되지 않으면, 리더(220)의 USB 인터페이스 기능은 꺼져 있고 호스트 PC(230)는 USB를 통해서 리더(220)에 전원만 공급하고 USB 장치로는 인식하지 않는다.
리더(220)의 리더 제어 블록(224)은 외부 인터페이스 모뎀(222)을 이용하여 태그(210)와 연결하기 위한 기능 및 절차를 수행하여, 리더(220)와 태그(210)가 연결된다(S310).
리더 제어 블록(224)은 태그 제어 블록(214)과 연결 메시지를 주고 받으면서 태그(210)에서 어떤 기능을 제공하는지 확인하는 피어 디스커버리(Peer discovery) 절차를 수행한다(S320).
피어 디스커버리 절차에서 확인된 서비스 정보를 이용하여 리더(220)가 USB 제어 블록(228)을 통해서 호스트 PC(230)와 연결이 지원되는지 확인한다(S330).
피어 디스커버리 절차에서 확인된 서비스 정보를 이용하여 리더(220)가 USB 제어 블록(228)을 통해서 호스트 PC(230)와 연결이 지원되는 경우, 리더(220)를 태그(210)의 서비스 기능을 지원하는 USB 장치로 인식한다(S340). 한편, 리더(220)가 호스트 PC(230)와 연결이 지원되지 않는 경우에는 태그(210)와 연결을 해제한다(S390).
리더(220)의 USB 제어 블록(228)에는 지원되는 태그들의 기능을 USB 장치로 매핑(mapping)할 수 있는 USB 구성 정보 및 USB 끝단(endpoint) 생성 정보가 미리 저장되어 있다. USB 제어 블록(228)의 설정 및 동작이 완료되면 데이터 처리 블록(226)에서는 USB 제어 블록(228)에서 생성한 입/출력단과 외부 인터페이스 모뎀(222)을 연결하는 데이터 경로를, USB 제어 블록(228)에서 생성한 입/출력단과 외부 인터페이스 모뎀(222) 사이에 연결하여, 외부 인터페이스 모뎀(222)을 통해 송수신되는 데이터를 입/출력단으로 전달한다(S350).
다음, 데이터 처리 블록(226)은 외부 인터페이스 모뎀(222)과 입/출력단 사이에서 데이터를 처리하면서 전달하는 역할을 수행한다(S360).
리더(220)가 태그(210)와 데이터를 처리하다가 연결이 해제되면(S370), USB 제어 블록(228)은 입/출력단과 연결된 데이터 경로의 연결을 해제하고(S380), 데이터 전달을 중단한다.
리더(220)의 USB 제어 블록(228)이 디스에이블(disable)되면, 호스트 PC(230)에서는 USB 장치의 연결이 끊어진 것으로 판단하고 해당 장치를 삭제한다. 리더(220)는 준비 상태로 전환해서 초기화 과정을 거친 후 다른 태그의 연결을 기다린다.
도 4는 도 2에 도시된 USB 제어 블록의 동작을 나타낸 도면이다.
도 4를 참고하면, 리더(220)의 USB 제어 블록(228)에는 지원되는 태그들의 기능을 USB 장치로 매핑할 수 있는 USB 구성 정보 및 USB 끝단 생성 정보가 미리 저장되어 있다.
USB 제어 블록(228)은 여러 가지 종류의 USB 장치의 USB 구성 정보를 지원하며 리더 제어 블록(224)에서 지정하는 USB 구성 정보를 이용하여 리더(220)의 USB 인터페이스를 동작시키면 호스트 PC(230)의 USB 호스트 제어부(234)와 연결된다.
USB 호스트 제어부(234)에서는 새로 연결된 USB 장치를 스캔하고 장치 드라이버를 동작시킨다.
또한 리더(220)의 USB 제어 블록(228)은 데이터 처리 블록(226)을 통해 외부 인터페이스 모뎀(222)과 데이터를 송수신할 수 있도록 입/출력단을 생성한다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 호스트 PC에서의 USB 인식 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 5를 참고하면, 호스트 PC(230)는 리더(220)와 연결되면(S510), 리더(220)로부터 USB 구성 정보를 수신한다(S520).
호스트 PC(230)는 리더(220)의 USB 구성 정보를 토대로 해당 USB 클래스 장치 드라이버를 실행시킨다(S530).
호스트 PC(230)는 태그(210)가 연결된 리더(220)를 태그(210)의 서비스 기능을 지원하는 USB 장치로 인식하고(S540), 해당 서비스 기능을 사용한다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 USB 인식 방법의 일 예를 나타낸 도면으로, 리더가 USB 대용량 클래스 장치로 인식되는 일 예를 도시하였다.
도 6을 참고하면, 디스크 스토리지 장치를 가지는 태그(210)가 리더(220)에 연결이 되면, 호스트 PC(230)는 태그(210)의 디스크 스토리지 기능을 USB 장치로 매핑하고, 태그(210)가 연결된 리더(220)를 USB 대용량 클래스 장치로 인식한다.
한편, 호스트 PC(230)는 태그(210)가 리더(220)와 연결이 되기 전까지 리더(220)를 USB 장치로 인식하지 않는다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 USB 인식 방법의 다른 예를 나타낸 도면으로, 리더가 USB 비디오 클래스 장치로 인식되는 일 예를 도시하였다.
도 7을 참고하면, 비디오 카메라 장치를 가지는 태그(210)가 리더(220)에 연결이 되면, 호스트 PC(230)는 태그(210)의 비디오 카메라 기능을 USB 장치로 매핑하고, 태그(210)가 연결된 리더(220)를 USB 비디오 클래스 장치로 인식한다.
한편, 호스트 PC(230)는 태그(210)가 리더(220)와 연결이 되기 전까지 리더(220)를 USB 장치로 인식하지 않는다.
이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것이다.

Claims (8)

  1. 호스트 PC에서 USB(Universal Serial Bus) 장치를 인식하는 방법으로서,
    태그들이 제공하는 서비스 기능별 대응되는 USB 구성 정보를 가지고 있는 리더의 피어 디스커버리 절차를 통해 상기 리더에 연결된 태그가 제공하는 서비스 기능이 상기 리더에 의해 확인되면, 상기 리더로부터, 상기 리더에 연결된 태그가 제공하는 서비스 기능에 대응되는 USB 구성 정보를 수신하는 단계, 그리고
    상기 USB 구성 정보를 토대로 상기 리더를 상기 태그가 제공하는 서비스 기능을 지원하는 USB 장치로 인식하는 단계
    를 포함하는 USB 인식 방법.
  2. 제1항에서,
    상기 인식하는 단계는
    상기 USB 구성 정보에 매핑되어 있는 USB 클래스 장치 드라이버를 실행시키는 단계, 그리고
    상기 리더를 상기 USB 장치로 인식하는 단계를 포함하는 USB 인식 방법.
  3. 제1항에서,
    상기 수신하는 단계는 USB 인터페이스를 통해 상기 리더와 연결을 설정하는 단계를 포함하는 USB 인식 방법.
  4. 제1항에서,
    상기 리더에 상기 태그가 연결되지 않으면 상기 리더를 상기 USB 장치로 인식하지 않는 단계
    를 더 포함하는 USB 인식 방법.
  5. 삭제
  6. 호스트 PC에서 태그가 연결된 리더를 USB 장치로 인식하도록 하기 위한 상기 리더의 동작 방법으로서,
    피어 디스커버리 절차를 통해 상기 리더에 연결된 태그가 제공하는 서비스 기능을 확인하는 단계,
    상기 리더가 상기 호스트 PC와 연결이 지원되는지 확인하는 단계, 그리고
    상기 호스트 PC와 연결이 지원되는 경우에, 태그들이 제공하는 서비스 기능별 대응되는 USB 구성 정보 중에서 상기 리더에 연결된 태그가 제공하는 서비스 기능에 대응되는 USB 구성 정보를 상기 호스트 PC로 전달하는 단계
    를 포함하는 리더의 동작 방법.
  7. 제6항에서,
    상기 호스트 PC에서는 전달 받은 USB 구성 정보에 대응하는 USB 클래스 장치 드라이버를 실행하는 것에 의하여, 상기 리더를 상기 태그가 제공하는 서비스 기능을 지원하는 USB 장치로 인식하게 되는 리더의 동작 방법.
  8. 제6항에서,
    상기 리더가 상기 호스트 PC와 연결이 지원되는지 확인하는 단계는 상기 연결된 태그가 제공하는 서비스 기능에 대응되는 USB 구성 정보를 이용하여 USB 인터페이스를 동작시켜 상기 호스트 PC와 연결하는 단계를 포함하는 리더의 동작 방법.
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KR101355779B1 (ko) * 2006-12-19 2014-01-24 엘지전자 주식회사 휴대용 단말기기 및 이의 호스트 제어방법

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