KR20010086335A - 유에스비 디바이스의 부착 및 분리를 에뮬레이팅하는 방법 - Google Patents

Abstract

풀업 저항은 USB 디바이스의 V_USB핀 및 하나의 포트로 플러그 접속된 USB 테이블의 D+ 라인 또는 D- 라인 중 하나에 접속된다. V_USB핀은 D+ 라인 또는 D- 라인으로부터 풀업 저항을 플로팅(floating)하도록 소프트웨어 제어 아래 전압원으로부터 절단되어 풀업 저항, D+ 라인 또는 D- 라인을 통하여 어떤 전류도 흐르지 않는다. D+ 라인 또는 D- 라인을 통하여 어떤 전류도 흐르지 않기 때문에, 호스트는 USB 케이블이 상기 포트로부터 플러그 분리되고 상기 포트로 물리적으로 플러그 접속된 채 남아있을 지라도 USB 디바이스가 분리되었는지를 판단한다. 소프트웨어 제어아래, 전압원은 V_USB핀에 접속되며, 호스트는 디바이스가 접속되었는지를 판단하며 이뉴머레이션 과정을 시작할 것이다.

Description

유에스비 디바이스의 부착 및 분리를 에뮬레이팅하는 방법{METHOD OF EMULATING AN ATTACHMENT AND DETACHMENT OF A USB DEVICE}

본 발명은 범용 직렬 버스("USB")에 관한 것이며, 특히 USB 디바이스의 부착 및 분리를 에뮬레이팅하는 방법에 관한 것이다.

범용 직렬 버스 스펙(1.1판, 1998. 9.28)은 제조회사들의 콘소시엄의 생산물이다. 그 스펙은 산업 표준 범용 직렬 버스를 제한하며 버스 속성, 프로토콜 제한, 거래처리의 형태, 버스 관리 및 이와 같은 표준에 부합하는 시스템 및 주변장치를 설계하며 만들도록 요구된 프로그래밍 인터페이스를 기술한다.

USB는 호스트 컴퓨터 및 광범위의 동시 접근이 가능한 주변장치간에 데이터 교환을 지원하는 케이블 버스이다. 부착된 주변장치는 호스트 스케줄, 토큰(token) 기초한 프로토콜을 통하여 USB 대역폭을 공유한다. 버스는 호스트 및 다른 주변장치가 동작중인 동안 주변장치가 부착, 구성, 사용 그리고 분리되도록 할 수 있다.

어떤 USB 시스템에는 단지 하나의 호스트가 있다. 호스트 컴퓨터 시스템에 대한 USB 인터페이스는 호스트 컨트롤러라 불리어진다. 호스트 컨트롤러는 하드웨어, 펌웨어 또는 소프트웨어의 결합에 의하여 구현될 수 있다.

USB 디바이스는 (a)USB에 추가의 부착 지점을 제공하는 허브들; 또는 (b)종합정보 통신망("ISDN") 접속, 디지털 조이스틱 또는 스피커와 같은 시스템에 능력을 제공하는 기능들 중의 하나이다.

USB는 도 1에서 보여지는 바와 같이 4선 케이블을 통해 신호 및 전력을 전달한다. 신호전달(signaling)은 각각의 포인트 투 포인트 세그먼트 상의 2선을 통해 일어난다. 현재, 2가지 데이터 속도가 존재한다. USB 풀 스피드 신호전달 비트 속도는 12 Mb/s이다. 제한된 능력의 로우 스피드 신호전달 모드는 1.5 Mb/s로 제한된다. 보다 고속의 데이터 속도가 제안되어 왔다.

케이블은 또한 디바이스로 전력을 전달하도록 각각의 세그먼트상에서 V_BUS및 그라운드 선을 보유한다. V_BUS는 통상 전원 +5V이다. USB는 적절한 도체지름 치수(gauge)를 선택함으로써 수 미터까지 다양한 길이의 케이블 세그먼트를 사용하여 특정 IR 드롭(drop) 및 디바이스 전력 할당(budget) 및 케이블 유연성과 같은 다른 속성과 정합되도록 할 수 있다. 보증된 입력 전압 레벨 및 적당한 종단(termination) 임피던스를 제공하기 위해, 바이어스된 종단은 케이블의 각각의 말단(end)에서 사용된다. 종단은 또한 각각의 포트에 부착 및 분리의 검출할 수 있으며 풀 스피드 및 로우 스피드 디바이스간을 식별한다.

USB는 어느때나 USB에 부착되며 USB로부터 분리되는 USB 디바이스를 지원한다. 모든 USB 디바이스는 허브라고 알려진 특수 USB 디바이스 상의 포트를 통하여 USB에 부착된다. 허브는 그의 포트 중 하나에 USB 디바이스의 부착 또는 분리를 나타내는 상태 표시기를 갖는다. 호스트는 그들 표시기를 복구하도록 허브에 질문한다. 부착하는 경우에 호스트는 포트를 인에이블하며 디폴트 어드레스에 디바이스의 제어 파이프를 통하여 USB 디바이스를 어드레싱한다. 호스트는 특유의 USB 어드레스를 디바이스로 배정하며 그후 새롭게 부착된 USB 디바이스가 허브 또는 기능물(function)인가를 판단한다. 호스트는 배정된 USB 어드레스 및 말단 번호 제로를 사용하여 USB 디바이스에 대한 제어 파이프의 말단을 규정한다. 부착된 USB 디바이스가 허브이며 USB 디바이스가 그 포트로 부착된다면, 부착된 USB 디바이스마다 각각 상기 절차가 수행된다. 부착된 USB 디바이스가 기능물이라면, 부착 통지는 기능물에 적합한 호스트 소프트웨어에 의해 조정될 것이다.

USB 디바이스가 허브의 포트들 중 하나로부터 분리되었을 때, 허브는 포트를 디스에이블하며 디바이스 제거 표시를 호스트에 제공한다. 분리 표시는 그후 적절한 USB 시스템 소프트웨어에 의해 조정된다. 분리된 USB 디바이스가 허브라면, USB 시스템 소프트웨어는 허브를 통하여 시스템에 미리 부착된 모든 USB 디바이스 및 허브의 제거를 조정해야만 한다.

버스 이뉴머레이션(enumeration)은 버스에 부착된 디바이스에 특유의 어드레스를 확인하며 배정하는 동작이다. USB는 USB 디바이스가 어느때나 USB로 부착되거나 USB로부터 분리되도록 할 수 있기 때문에, 버스 이뉴머레이션은 USB 시스템 소프트웨어에 대해 진행중인 동작이다. 즉, USB에 대한 버스 이뉴머레이션은 또한 검출 및 분리 과정을 포함한다.

도 2는 종래의 허브를 나타낸다. 허브는 배선 집중기이며 USB의 다중 부착 특성을 인에이블한다. 부착지점은 포트라 불리어진다. 각각의 허브는 단일의 부착 지점을 다중 부착지점으로 전환한다. 아키텍쳐는 허브의 한정된 수의 연결을 지원한다.

허브의 업스트림 포트는 호스트방향으로 허브를 접속한다. 각각의 허브의 다운스트림 포트는 다른 허브 또는 기능물로의 접속을 가능하게 한다. 허브는 각각의 다운스트림 포트에서 부착 및 분리를 검출할 수 있으며 전력의 다운스트림 디바이스들로의 분배를 인에이블한다. 각각의 다운스트림 포트는 개별적으로 인에이블되어 풀 스피드 또는 로우 스피드 디바이스들 중 하나에 부착될 수 있다.

도 3은 허브가 종래의 컴퓨터 환경에서 접속을 어떻게 제공하는지를 나타낸다. 기능물은 버스를 통해 데이터 또는 제어 정보를 전송하거나 수신할 수 있는 USB 디바이스이다. 기능물은 허브상의 포트로 플러그 접속하는 케이블을 가진 분리된 주변장치 디바이스로서 전형적으로 구현된다. 그러나, 물리적인 패키지는 다중 기능물 및 단일의 USB 케이블을 갖는 설치된 허브를 구현한다. 이것은 복합 디바이스로서 공지되었다. 복합 디바이스는 하나 이상의 이동이 불가능한 USB 디바이스를 가진 허브로서 호스트에 장착된다.

각각의 기능물은 그의 능력 및 자원 요구사항을 기술하는 구성 정보를 포함한다. 기능물이 사용될 수 있기 전에, 호스트에 의해서 구성되어야만 한다. 이와 같은 구성은 USB 대역폭 할당 및 특수한 기능의 구성 옵션의 선택을 포함한다. 기능물의 예는 (a)마우스, 테이블렛(tablet) 또는 라이트 팬과 같은 위치 입력기 디바이스; (b)키보드와 같은 입력 디바이스; (c)프린터와 같은 출력 디바이스; 및 (d)ISDN과 같은 전화통신 접속기(telephony adapter)를 포함한다.

USB 호스트는 호스트 컨트롤러를 통하여 USB 디바이스와 상호 작용한다. 호스트는 (a) USB 디바이스의 부착 및 제거를 검출; (b)호스트 및 USB 디바이스간의 제어 흐름 관리; (c)호스트와 USB 디바이스간의 데이터 흐름 관리; (d)상태 및 동작 통계량 수집; 및 (e)부착된 USB 디바이스로의 전력 공급을 담당한다.

호스트에 구비된 USB 시스템 소프트웨어는 USB 디바이스 및 디바이스 소프트웨어에 기초한 호스트간의 상호작용을 관리한다. USB 시스템 소프트웨어 및 디바이스 소프트웨어간의 상호작용의 5개 영역: (a)디바이스 이뉴머레이션 및 구성; (b)등시성(Isochronous) 데이터 전달; (c) 비동기 데이터 전달; (d)전력 관리; 및 (e)디바이스 및 버스 관리 정보가 존재한다.

USB는 NRZI(제로로 비복귀, 반전된) 엔코딩 및 USB 케이블을 통과하여 정보는 전달하도록 차동(differential) 신호화를 채택한다. USB 직렬 데이터는 차동 신호를 사용하여 USB 케이블을 통과하여 전달되기 이전에 엔코딩된 NRZI이다. 도 4는 USB 케이블 세그먼트를 통과하여 정보를 전달하는 과정을 나타낸다. NRZI 엔코딩은 정보를 송신하는 USB 중개자에 의해 첫째로 실행된다. 엔코딩된 데이터는 그후 차동 구동기에 의해 USB 케이블로 보내진다. 수신기는 인입 차동 데이터를 해석하며 NRZI 데이터를 디코더로 전달한다. 주어진 USB 디바이스로/로부터 정보를 전달하기 전에, 호스트 소프트웨어는 USB 디바이스의 존재를 처음에 검출해야만 한다. USB는 그의 제거뿐만 아니라 USB 포트로 부착될 때 디바이스의 존재를 자동적으로 검출하도록 설계된다. 디바이스 부착을 검출하도록 채택된 매커니즘은 또한 디바이스가 풀 스피드 또는 로우 스피드 디바이스인지를 판단하기 위한 방식을 제공한다.

USB 허브는 케이블 전력이 포트로 공급된 이후에 디바이스가 차동 데이터 라인을 감시함으로써 그의 포트들 중 하나에 부착되었다는 것을 검출한다. 도 5a에서 예시된 구조는 허브(8) 및 풀 스피드 디바이스(10)를 포함한다. 도 5b에서 예시된 구조는 허브(9) 및 로우 스피드 디바이스(11)를 포함한다. 도 5a 및 5b를 참조하면, 어떤 디바이스도 USB 포트에 부착되지 않을 때, D+ 및 D- 라인에 접속된 15KΩ풀다운 저항은 두 데이터 라인이 그라운드 근처에 있음을 보증한다. USB 디바이스는 D+ 또는 D-(디바이스가 하이 스피드 디바이스 또는 로우 스피드 디바이스인지에각각 좌우되어) 중 어느 하나의 라인 상에 풀업 저항을 포함해야만 한다. 디바이스가 부착될 때, 전류는 D+라인 또는 D-라인 중 하나의 라인에 접속된 허브의 풀다운 저항 및 디바이스의 풀업 저항에 의해 만들어진 전압 분배기를 통과하여 흐른다. 풀다운 저항 값은 15KΩ이며 디바이스의 풀업 저항은 1.5KΩ이고, 데이터 라인은 V_USB의 대략 90퍼센트로 상승할 것이다. 허브(예를 들어 도 5a에서 허브(8) 및 도 5b에서 허브(9))는 데이터 라인 중 하나의 라인이 V_USB에 도달하고, 다른 라인이 그라운드 근처에 유지되었다는 것을 검출할 때, 디바이스(예를 들어 도 5a에서 풀 스피드 디바이스(10) 및 도 5b에서 로우 스피드 디바이스(11))가 부착됨을 인식한다.

D+ 및 D-는 차동 신호이다. D+라인 및 D-라인은 실제로 버스이며, 그 버스는 데이터 통신이 이루어지는 지점에 존재한다. 도 5a를 참조하여, 풀 스피드 디바이스(10)에서, 1.5KΩ풀업 저항은 V_USB(직류 3.0 내지 3.6V)와 D+라인사이에서 접속된다. 도 5b를 참조하여 로우 스피드 디바이스(11)에서, 1.5KΩ저항은 V_USB(직류 3.0 내지 3.6V)와 D-라인사이에서 접속된다. 적절한 회로가 적소에 있을 때, 호스트는 D+라인 또는 D-라인이 풀업 되었음을 인식한다. 호스트는 그후 디바이스가 그러한 포트에 접속되었음을 인식한다.

D+라인 및 D-라인 모두 2.5㎲이상에 대하여 0.8V dc 아래로 떨어질 때 허브는 디바이스 분리를 검출한다. D+라인 또는 D-라인이 2.5㎲이상에 대하여 2.0V dc 위로 올라갈 때 허브는 디바이스 부착을 인식한다. 디바이스는 그후 2ms 이상에 대하여 유휴상태(idle)를 유지해야만 한다. 허브는 디바이스 부착을 검출할 때 그의포트 상태 레지스터에 적절한 상태 비트를 세트하며 디바이스가 제거되었음을 검출할 때 비트를 리셋한다. 호스트 소프트웨어는 디바이스 부착 및 분리에 대해 주기적으로 검사하도록 각각의 허브를 폴링(polling)한다.

예를 들어, 마우스, 스캐너 또는 다른 하나의 예시적인 USB 디바이스가 개인용 컴퓨터("PC")의 후면에 설치된 USB 소켓(receptacle)에 플러그 접속될 때, 호스트는 새로운 USB 디바이스가 부착되었음을 감지한다. PC는 디바이스가 부착될 때 재부팅할 필요는 없으며, 그것은 USB의 이점이다. 호스트 컨트롤러 및 동작 시스템은 새로운 디바이스가 그 특정의 포트로 플러그 접속되었음을 인식한다. 그후 호스트 컨트롤러는 동작 시스템이 마우스(예를 들어, 커서를 이동하도록)로부터 얻는 명령을 수신, 해석 및 응답할 수 있도록, 예를 들어 시스템 내의 마우스와 통신을 개시하며 마우스를 설치하는 이뉴머레이션 과정을 수행한다. 마우스가 플러그 접속되고 호스트 PC는 이뉴머레이션 과정을 완료하면, 호스트는 디바이스의 리셋을 실행할 수 없다. 예를 들어, 마우스가 잠긴다면, 종래의 실시에 따른, 마우스의 리셋을 얻기 위한 유일한 방식은, PC를 재부팅하거나 물리적으로 PC로부터 케이블을 플러그 분리하고나서 그것을 후면에 다시 플러그 접속하는 것이다. 그 이유는 케이블이 후면 USB 소켓에 플러그 접속될 때 호스트가 이뉴머레이션 과정을 다시 실행하도록 트리거되기 때문이다. 호스트는 그후 구성되어야하는 새로운 디바이스를 감지한다. 이와 같이, PC 등의 후면 주위에 접촉을 가지는 것과 같은 운영자의 간섭이 필요하다.

본 발명의 원리에 따라, 디바이스의 네트워크는 허브에 접속된다. 각각의 네트워크 디바이스는 디바이스가 네트워크에 부착되어 있는 제 1의 상태와 네트워크로부터 분리되어 있는 제 2의 상태사이에서 스위칭이 가능하다.

본 발명의 특정 실시예에서, USB 디바이스 내의 회로는 USB 디바이스의 부착 및 분리를 시뮬레이팅하는 것을 제공한다. 포트로부터 USB 디바이스를 분리하는 것은 V_USB핀 및 D+라인(또는 로우 스피드 디바이스의 경우에 D-라인)에 접속되는 1.5KΩ풀업 저항을 통하여 전류 흐름을 방해하는 3.3V dc 전압원으로부터 V_USB핀을 분리함으로써 시뮬레이팅된다. 호스트가 D+라인 및 D-라인을 통하여 어떠한 전류의 흐름도 감지하지 못할 때, USB 디바이스로부터의 USB 케이블이 여전히 포트에 플러그 접속되어 있는 동안에도 호스트는 어떤 USB 디바이스도 포트에 부착되지 않았다고 판단한다. V_USB핀의 3.3V dc 전압원에의 재접속은 포트로 USB 디바이스의 부착을 시뮬레이팅한다.

본 발명의 다른 실시예에서, 방법은V_USB핀 및 USB 케이블의 라인으로 풀업 저항을 접속하는 단계; V_USB핀 상에서 전압을 조절하하는 단계; 풀업 저항을 통한 전류 흐름을 방해하는 단계를 포함한다.

본 발명의 또 다른 실시예에서, 장치는 USB 케이블을 경유하여 포트에 접속가능한 USB 디바이스를 포함한다. USB 디바이스는 제 1의 상태와 제 2의 상태사이에서 스위칭할 수 있다. 제 1의 상태에서, USB 디바이스는 포트에 부착될 호스트로나타난다. 제 2의 상태에서, USB 디바이스는 포트로부터 분리될 호스트로 나타난다.

본 발명의 다른 양상 및 이점은 본 발명의 특성을 예를 드는 방식에 의해 예시하여, 다음의 자세한 설명 및 첨부된 도면으로부터 명백해질 것이다.

도 1은 USB 케이블을 나타내는 다이어그램;

도 2는 USB 허브를 나타내는 다이어그램;

도 3은 USB 컴퓨터 환경에 접속을 나타내는 다이어그램;

도 4는 USB 케이블을 통과하는 정보를 전송을 나타내는 다이어그램;

도 5a 및 5b는 풀 스피드 USB 디바이스 및 로우 스피드 USB 디바이스 각각에 저항 접속을 나타내는 다이어그램;

도 6은 컴퓨터의 부착 및 분리가 시뮬레이팅될 수 있는 발명의 원리에 따라 허브에 접속된 컴퓨터 네트워크를 나타내는 다이어그램; 및

도 7은 부착 및 분리가 시뮬레이팅될 수 있는 본 발명의 원리에 따라 적용되는 USB 디바이스를 나타내는 다이어그램이다.

네트워크는 상호간에 통신하는 컴퓨터, 터미널, 데이터베이스 및 다른 디바이스와 같은 독립적인 머신으로 구성된다. 그들 머신 또는 노드들은 피어 투 피어 구성에서 동작할 수 있으며, 이 구성에서는 각각의 노드가 통신을 개시할 수 있으며 또는 마스터/슬레이브 구성에서 동작할 수 잇으며, 이 구성에서는 통신이 마스터에 의해 제어될 수 있다. USB 네트워크는 마스터/슬레이브 구성의 일례이다.

어떤 환경아래에는 네트워크상의 노드는 그것이 네트워크 상에 없는 것처럼 동작하는 것이 바람직하다. 이것은 전기 및 통신 동작 또는 존재하지 않는 노드의 출현을 정합시키거나 에뮬레이팅함으로써 성취될 수 있다. USB 디바이스의 경우에는, 분리된 노드의 이와 같은 시뮬레이션은 재접속이 나타날 때 노드의 초기화 또는 이뉴머레이션을 초래할 것이다. USB 디바이스는 풀업 저항 부하를 제어함으로써 그리고 네트워크 트래픽에 응답하여 이것을 성취한다.

예를 들어, USB 디바이스(예를 들어 마우스와 같은)에서 전자장치가 불완전하다면, 그리고 전자장치가 불완전한 상태를 인식하며 그 상태를 수정하는 법을 알때조차도, 종래의 실시에 따라서는, 호스트에 리셋을 쵸청하거나 접속을 재수립할 수 있는 어떠한 방식도 존재하지 않으며, 본 발명이전에, USB 디바이스(예를 들어마우스와 같은)를 플러그 분리하며 후면에 플러그 접속을 다시하는 것이 USB 디바이스를 리셋하거나 호스트와의 접속을 재수립할 수 있는 방식이 있었다. 본 발명은 플러그 접속 및 플러그 재접속 과정의 전기적 버전이 사용자 중재 또는 호스트의 특별한 작동을 요구하지 않고도 디바이스 레벨에 자동화 되도록 할 수 있다.

도 6을 참조하면, 실시예에 따른 시스템(12)은 데이터가 허브(13) 및 노드의 네트워크(14)간에 양방향으로 분배될 수 있도록 노드의 네트워크(14)에 링크된 허브(13)를 포함한다. 네트워크(14)에서의 각각의 개별 노드는 컴퓨터, 터미널, 데이터베이스 또는 주변장치와 같은 디바이스를 포함한다. 네트워크에 접속 될 때, 디바이스가 네트워크에 부착되어 있는 제 1의 상태와 디바이스가 네트워크로부터 분리되어 있는 제 2의 상태간에서 디바이스가 스위칭을 할 수 있도록 각각의 노드에 디바이스는 접속될 수 있다.

도 6에서 예시된 실시예에서, 각 노드는 컴퓨터(15)를 포함한다. 매체(16)는 네트워크(14)에서 노드들을 링크하며, 네트워크와 허브(13)를 링크한다. 허브(13)는 노드의 링크된 네트워크(14)로/로부터 통신을 스위칭하도록 동작한다. 네트워크 인터페이스 카드는 그러한 통신을 위한 프로토콜을 수립하기 위해 또는 링크된 네트워크간의 신호를 라우팅하기 위해 네트워크(14)에서의 허브(13) 및 각각의 컴퓨터(15)에 사용된다. 네트워크(14)의 각각의 컴퓨터(15)는 컴퓨터가 네트워크(14)에 부착되어 있는 제 1의 상태 및 컴퓨터가 네트워크(14)로부터 분리되어 있는 제 2의 상태간에 스위칭을 할 수 있다.

예시의 목적으로 도 7에서 보여진 바와 같이, 변형된 USB 디바이스(20)내에있는 회로는 USB 디바이스(20)로부터 USB 케이블(22)이 물리적으로 USB 포트로 삽입된 체 유지되는 반면, USB 디바이스의 부착 및 분리가 소프트 제어아래 에뮬레이팅되도록 할 수 있다. USB 디바이스(20)내의 회로는 V_USB핀, D+라인, D-라인 및 그라운드(예시안됨)에 접속된다. 풀업 저항 R_PU는 D+라인(또는 USB 디바이스(20)의 스피드에 좌우하여 D-라인) 및 V_USB핀간에 접속된다. 본 발명의 원리에 따라, USB 디바이스(20)내의 회로는 3.3V dc 전압원(24)에 결합된 부착/분리 회로(26), 부착/분리 회로(26)에 결합된 제어 회로(28) 및 제어 회로(28)에 결합된 차동 구동기 회로(30)를 포함한다.

부착/분리 회로(26)는 제 1의 트랜지스터 스위치 T1, 제 2의 트랜지스터 스위치 T2 및 내부 저항 R_INT를 포함한다. 부착/분리 회로(26)에서는 3.3V dc 전압원 및 V_USB핀간에 2개의 평행 경로가 존재한다. 제 1의 트랜지스터 스위치 T1은 제 1의 경로에 위치한다. 제 2의 트랜지스터 스위치 T2 및 내부 저항 R_INT는 제 2의 경로에 위치한다. 차동 구동기 회로(30)는 제 1의 버퍼 D1 및 제 2의 버퍼 D2를 포함한다. 제 1의 버퍼 D1 및 제 2의 버퍼 D2의 출력은 D+라인 및 D-라인에 각각 결합된다. 차동 구동기 회로(30)는 USB 데이터 신호를 USB 케이블(22)상으로 구동한다. D1 및 D2 버퍼는 D+ 및 D-라인을 구동하거나, 3상태(즉, 고 임피던스 상태)일 것이다.

제어 회로(28)에 의해 생산된 SUSPEND 제어신호(34)는 제 2의 트랜지스터 스위치 T2에 결합된다. 제어 회로(28)에 의해 생산된 ATTACH 제어신호(36)는 제 1의트랜지스터 스위치 T1에 결합된다. 제어 회로(28)에 의해 생산된 OUTPUT 제어신호(38)는 제 1의 버퍼 D1 및 제 2의 버퍼 D2의 게이트에 결합된다.

USB 버스가 전류가 흐르는(hot) 부착 및 분리를 갖는 호스트 중심의 시스템이기 때문에, 호스트(40)는 디바이스가 버스로부터 접속 및 분리될 때 검출할 수 있음이 필요하다. 도 7을 참조하여, 접속된 디바이스가 없이 USB 포트는 이와 같은 상태의 호스트를 신호화하여, D+ 및 D-라인을 풀다운하는 R_PD1및 R_PD2를 가질 것이다.

종래의 USB 디바이스에서, 데이터 라인중 하나(D+라인 또는 D-라인중 하나)는 고정 전압 V_USB로 풀업 저항을 통하여 풀업된다. 그러한 종래의 디바이스가 호스트에 결합된 케이블로 부착될 때, 라인 상에 하이 상태의 전압을 가지며, 풀업 저항을 가진 단일의 라인(D+라인 또는 D-라인 중의 하나)은 디바이스가 접속되는 호스트로 지시한다. 디바이스가 제거될 때, 버스상의 휴면(rest)상태가 USB 데이터 라인 양쪽(즉, D+라인 및 D-라인 양쪽)이 로우 상태 전압일 것이 때문에 호스트는 이것을 검출할 것이다.

도 7을 참조하여, USB 시스템은 호스트 중심이기 때문에, USB 디바이스는 단지 호스트가 이것을 요구한다면 버스 상으로 구동한다. 버퍼 D1 및 버퍼 D2는 디바이스(20)가 본 발명의 원리에 따라 풀업 저항 R_PU를 풀업함으로써 그의 부착을 신호할 때 시간동안 제어 회로(28)에서 제어 로직 또는 펌웨어에 의해 디스에이블된다.풀업 저항 R_PU를 풀업하는 것은 새로운 디바이스가 USB 서브시스템에 부착되었음을호스트(40)에 신호하여 호스트(40)가 새롭게 부착된 디바이스에 대해 이뉴머레이션 과정을 개시하도록 강제한다. 이뉴머레이션 과정은 호스트(40) 및 디바이스(20)사이의 통신 인터페이스를 재수립한다.

본 발명에 의해 제공된 개선이전에, USB 디바이스(예를 들어 마우스 또는 스캐너와 같은)로부터 케이블은 다시 이뉴머레이션을 강제하도록 USB 포트로부터 물리적으로 제거되어야만 했다. 본 발명의 원리에 따라, USB 포트로부터 물리적으로 분리되는 디바이스로부터의 케이블이 없이 디바이스는 소프트웨어 제어아래 USB로부터 분리될 수 있다. 본 발명의 원리에 따라 증대된, USB 디바이스는 호스트에 의해 리셋되기 위해 필요한 상태의 발생을 통해 디바이스를 다시 이뉴머레이션하도록 호스트에 현재 강제할 수 있다. 분리 동작은 본 발명의 원리에 따라 내부 PMOS 트랜지스터 스위치 T1 및 T2를 디스에이블함으로써 풀업 저항 R_PU로부터 풀업 전압(V_USB)을 제거함으로써 시뮬레이팅된다.

제어 회로(28)는 프로그램 가능한 포트 레지스터("PPR":42)를 포함한다. 프로그램 가능한 포트 레지스터(42)의 레지스터 비트들은 USB 케이블 상에 부착된 디바이스를 표시하는 존재인, 호스트(40)로의 V_USB출력 핀 상에 3.3V dc 전압이 존재하는지를 제어한다. 프로그램 가능한 포트 레지스터(42)에서 2비트는 V_USB핀으로의 조절된 3.3V dc의 접속을 판단한다.

2비트 중 하나의 비트인 ATTACH 비트는 호스트에 접속된 디바이스를 에뮬레이팅하여 제어 회로(28)에서 로직이 V_USB로의 조절된 전압을 선택하도록 한다. ATTACH 비트가 클리어될 때(즉, ATTACH 비트가 거짓 상태로 변할 때) 제어로직은 스위치 T1 및 T2를 제외하여 분리된 디바이스를 에뮬레이팅한다.

USB 명세서는 또한 버스가 명시적인 시간의 양에 대해 비활성화될 때 USB 디바이스에 대한 동작중단 상태를 제한한다. 이와 같은 시간 이후에, USB 디바이스(20)는 휴지 상태로 진입했다고 추정되며 그의 정규동작에서 보다 더 적은 전류를 실제 소비한다.

V_USB핀상 전압 조절의 선택적인 모드는 연기 모드동안 전류 소비를 제한하도록 사용된다. 정규 통신 모드동안, 버퍼 D1은 데이터 라인 D+ 상으로 데이터를 구동하고 있을 것이며 V_USB에 대한 조절이 이와 같이 고려된다. 그러나, 연기 모드에서 V_USB에 대한 조절 요구는 R_PU및 R_PD1을 통한 전류 때문에 공급될 필요성이 감소한다. 연기 모드에서 이와 같이 감소된 조절 요구는 SUSPEND 비트에 의해 선택된다. 프로그램 가능한 포트 레지스터(42)의 SUSPEND 비트 세트와 함께, 제어 회로(28)는 단지 트랜지스터 스위치 T2만을 인에이블 시킨다. 이것은 정규 통신동안 보다 적은 전류를 공급하는 내부저항 R_INT를 가진 3.3V dc 전압원이 수행한다. SUSPEND 모드 동작동안, 부착된 USB 디바이스는 여전히 에뮬레이딩된다. 제어 회로(28)는 V_USB핀상의 완전한 조절이 재개되는 서스펜드 모드를 빠져나가기 위해 SUSPEND 제어신호(34)를 제외하며 ATTACH 제어신호(36)를 선택한다.

본 발명의 특별한 형태가 예시되고 기술되었지만, 다양한 변경이 본 발명의 정신과 범위로부터 벗어나지 않고 만들어질 수 있다는 것이 명백해질 것이다.

Claims (17)

1. 디바이스가 네트워크에 접속가능하며, 접속시에 상기 디바이스가 상기 네트워크에 부착되어 나타나는 제 1의 상태 및 상기 디바이스가 상기 네트워크로부터 분리되어 나타나는 제 2의 상태 사이에서 스위칭 할 수 있는 디바이스를 포함하는 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 디바이스는 USB 디바이스인 것을 특징으로 하는 장치.
3. 허브에 링크된 노드들의 네트워크; 및

   각각의 노드에 디바이스를 포함하고,

   적어도 하나의 디바이스는 상기 적어도 하나의 디바이스가 상기 네트워크에 부착되어 나타나는 제 1의 상태 및 상기 적어도 하나의 디바이스가 상기 네트워크로부터 분리되어 나타나는 제 2의 상태사이에서 스위칭 할 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 노드들의 네트워크는 마스터/슬레이브 구성에서 동작하는 것을 특징으로 하는 장치.
5. V_USB핀 및 USB 케이블의 라인으로 풀업 저항을 접속하는 단계와;

   상기 V_USB핀상의 전압을 조절하는 단계와; 그리고

   상기 풀업 저항을 통하여 전류 흐름을 조절하는 단계를 포함하는 방법.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 V_USB핀에 상기 전압을 스위치 오프시키는 단계와; 그리고

   상기 풀업 저항을 통하여 전류 흐름을 방해하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
7. 제 5 항에 있어서, 상기 V_USB핀으로 상기 전압을 스위치 온시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
8. 제 5 항에 있어서, 상기 USB 케이블을 포트로 접속하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 포트에 결합된 호스트는 USB 디바이스가 상기 전압에 기초한 상기 포트로 부착되는가를 판단하는 것을 특징으로 하는 방법.
10. 제 8 항에 있어서, 상기 포트에 결합된 호스트는 USB 디바이스가 상기 전압에 기초한 상기 포트로부터 분리되는가를 판단하는 것을 특징으로 하는 방법.
11. USB 케이블을 경유하여 포트로 접속 가능한 USB 디바이스를 포함하고,

    상기 USB 디바이스는 제 1의 상태 및 제 2의 상태사이에서 스위칭을 할 수 있으며, 상기 제 1의 상태에서, 상기 USB 디바이스는 상기 포트에 부착됨으로서 호스트에 나타나며; 그리고 상기 제 2의 상태에서, 상기 USB 디바이스는 상기 포트로부터 분리됨으로서 상기 호스트에 나타나는 것을 특징으로 하는 장치.
12. 제 11 항에 있어서, USB 디바이스의 V_USB핀; 및

    상기 V_USB핀 및 상기 USB 케이블에 접속되는 풀업 저항을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
13. 제 12 항에 있어서, 상기 V_USB핀상의 전압을 조절하는 상기 USB 디바이스 내의 부착/분리 회로를 포함하고,

    상기 부착/분리 회로는 전압원에 결합되는 것을 특징으로 하는 장치.
14. 제 13 항에 있어서, 제어신호를 생산하는 상기 USB 디바이스 내의 제어 회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
15. 제 14 항에 있어서, 상기 부착/분리 회로내의 스위치를 더 포함하고,

    상기 스위치는 상기 전압원 및 상기 V_USB핀 사이에 접속되며 열린 상태 및 닫혀진 상태 중의 하나의 상태인 것을 특징으로 하는 장치.
16. 제 15 항에 있어서, 상기 스위치는 상기 제어신호에 응답하여 상기 전압원으로부터 상기 V_USB핀을 분리시키는 것을 특징으로 하는 장치.
17. 제 16 항에 있어서, 상기 스위치가 상기 열린 상태에 있을 때 상기 풀업 저항을 통한 전류의 흐름이 차단되는 것을 특징으로 하는 장치.