KR200403895Y1 - 유에스비-시리얼 통신 변환장치 - Google Patents

유에스비-시리얼 통신 변환장치 Download PDF

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Abstract

본 고안은 하나의 USB 신호를 복수의 시리얼 포트 신호로 변환하는 USB-시리얼 통신 변환장치에 관한 것이며, 또한, 하나의 외부전원을 입력받아 이를 복수의 시리얼 포트를 통해 외부 기기에 전원을 공급할 수 있는 USB-시리얼 통신 변환장치에 관한 것으로서, 종래의 USB-시리얼 변환장치에서 시리얼 포트를 통해서는 전원이 공급되지 않았던 문제점을 해결하여 USB-시리얼 통신 변환장치 본체에만 외부전원을 입력하면 이를 각각의 시리얼 포트 출력을 통하여 출력하여 이 시리얼 포트에 연결되는 외부기기를 구동하기 위한 전원공급을 데이터의 이동과 동시에 행할 수 있는 USB-시리얼 통신 변환장치를 제공하기 위한 것이다.

Description

유에스비-시리얼 통신 변환장치{USB to serial communication converter}
본 고안은 USB 포트로부터 신호를 입력받아 이를 변환하여 시리얼 포트로 출력시키거나 시리얼 포트에서 신호를 입력받아 이를 변환하여 USB 포트로 출력하는 USB-시리얼 통신 변환장치에 관한 것이다.
또한 본 고안은 하나의 USB 신호를 복수의 시리얼 포트 신호로 변환하거나 복수의 시리얼 포트 신호를 하나의 USB 신호로 변환하는 USB-시리얼 통신 변환장치에 관한 것이며, 하나의 외부전원을 입력받거나 USB 포트에서 공급하여 주는 전원을 입력받아 복수의 시리얼 포트를 통해 외부 기기에 전원을 공급할 수 있는 USB-시리얼 통신 변환장치에 관한 것이다.
종래부터 하나의 포트를 다수의 포트로 나누어 쓸 수 있도록 하는 멀티 포트 변환장치가 개발되고 사용되어 왔다. 이러한 변환장치들은 예를 들어 컴퓨터 등에 제한적으로 설치되어 있는 포트에 여러 가지 장치를 사용하는 경우, 비어있는 포트가 없을 경우에 새로운 장치를 사용하려면 기존의 장치를 제거한 뒤 연결해야 하고 또 사용하고 나서 다시 기존의 장치를 사용하려면 또다시 장치를 바꾸어 연결해야 하는 불편함을 해소하는 데 주된 목적이 있다.
이러한 장치들 가운데는 입력포트와 출력포트가 같은 종류의 것으로서 단순히 포트의 수를 늘려주는 것도 있으나, 예를 들면 USB-시리얼 통신 변환장치와 같이 입력포트와 이를 변환하여 출력하는 포트가 서로 다른 것도 있다. 이러한 USB-시리얼 통신 변환장치를 사용하면 하나의 USB 포트를 사용하여 복수의 시리얼 포트 인터페이스를 가진 외부 기기를 동시에 연결하여 사용할 수 있으므로 매번 장치를 바꾸어 연결하는 불편을 해소할 수 있었다.
그러나 이러한 종래의 USB-시리얼 통신 변환장치를 사용하여 동시에 여러 가지 장치를 사용하게 될 경우, 각각의 기기와 기기 사이의 데이터의 이동은 가능하나, USB-시리얼 통신 변환장치의 시리얼 포트를 통해서는 전원이 공급되지 않으므로 각각의 외부 기기마다 기기를 구동하기 위한 전원은 따로 공급해 주어야 했다.
따라서 종래의 USB-시리얼 통신 변환장치를 이용하여 복수의 외부 기기를 동시에 연결하여 사용하고자 하는 경우, 각각의 기기마다 전원을 확보하고 일일이 연결해야 하는 번거로움과, 또 여러 기기를 동시에 연결한 상태에서 전원연결을 각각의 외부 기기마다 따로 해야 하게 되어 전체적인 시스템의 연결이 복잡, 난해해지는 불편함이 있었다.
본 고안은 이러한 상기의 종래기술의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 종래의 USB-시리얼 통신 변환장치에서 시리얼 포트를 통해서는 전원이 공급되지 않았던 문제점을 해결하여, USB-시리얼 통신 변환장치 본체에서 외부전원을 입력받거나 USB 포트의 전원을 입력받아 이를 각각의 시리얼 포트를 통하여 출력하고, 이를 통하여 USB-시리얼 통신 변환장치 각각의 시리얼 포트에 연결되는 외부기기를 구동하기 위한 전원공급을 데이터의 이동과 동시에 행할 수 있는 USB-시리얼 통신 변환장치를 제공하기 위한 것이다.
상기의 과제를 해결하기 위해 본 고안은 단일의 USB 신호를 복수의 시리얼 신호로 변환하거나 복수의 시리얼 신호를 단일 USB 신호로 변환하는 USB-시리얼 통신 변환장치에 있어서, 입력된 USB 신호를 복수의 n(n은 자연수)개의 시리얼 포트 채널 신호로 변환하거나 n개의 시리얼 포트 채널에서 입력된 신호를 USB 신호로 변환하는 USB-시리얼 변환기와, 상기 USB-시리얼 변환기로부터의 상기 n개의 채널마다 대응하여 신호를 주고받는 시리얼 신호 트랜시버와, 상기 시리얼 신호 트랜시버와 대응하여 각 채널의 신호를 주고받고, 외부 기기에 시리얼 포트 신호를 입출력하는 복수의 입출력 커넥터와, 입력되는 외부 전원 또는 USB 전원을 상기 입출력 커넥터에 할당하여 외부 기기로 전원을 공급하도록 하기 위한 전원 선택부와, 상기 외부 전원과 USB 전원 중 한 가지를 선택하기 위한 전원 선택기를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
이하 본 고안에 따른 USB-시리얼 통신 변환장치의 구체적인 구성 및 실시예를 도면을 참조하여 설명한다.
우선, 도 1을 참조하면, 도 1은 본 고안에 따른 USB-시리얼 통신 변환 장치의 전체적인 동작을 나타내는 블록도이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 본 고안에 따른 USB-시리얼 통신 변환 장치는 컴퓨터 등의 USB 포트(1)와 USB 케이블 등으로 연결되어 USB 신호를 입출력한다. 그리고 상기 USB 신호를 변환하여 시리얼 포트의 입출력 신호로 전달하여 각 시리얼 포트에 연결되는 외부 기기와 데이터 통신을 행한다. 또한 외부 전원(2)으로부터 전원을 공급받아 이를 시리얼 포트를 통하여 각각의 외부장치에 공급한다. 시리얼 포트에 공급되는 전원은 상기 외부 전원(2)과 USB 포트(1)로부터 공급되는데, 상기 외부 전원(2)은 예를 들면 12V, 9V, 5V, 3.3V 등 사용자의 필요에 맞는 용량의 어댑터를 사용하여 일반적인 교류 전원에 직접 연결하여 사용한다. 또한, 전원 공급시, 각 시리얼 포트마다 각각 외부 전원 또는 USB 포트에서 제공하는 전원과 동일한 전원을 공급할 수 있으므로, 동시에 복수의 전원을 일일이 연결할 필요 없이 상기 USB-시리얼 통신 변환장치(3)에만 전원을 연결하면 되고, 전원 공급을 위한 별도의 특별한 전원은 필요하지 않게 되므로, 따라서 사용의 편의성이 증대하게 된다.
다음으로, 도 2를 참조하여 본 고안에 따른 도 1의 USB-시리얼 통신 변환장치(3)의 구체적인 동작에 대하여 설명한다.
도 2는 본 고안에 따른 USB-시리얼 통신 변환장치의 제 1 실시예에 대한 내부 구성을 나타내는 블록도이며, 입출력하는 신호의 흐름을 나타내고 있다.
USB 커넥터(21)를 통하여 입출력된 USB 신호는 USB-시리얼 변환기(22)를 통하여 시리얼 포트 입출력신호로 변환되어 각각의 n(n은 자연수)개의 채널로 나누어지고, 이들 각 채널로부터의 신호는 각각의 채널마다 할당된 시리얼 신호 트랜시버(23)를 통하여 전원선택부(27)의 신호선택기로 공급되고, 신호선택기는 신호트랜시버(23)의 여러 개 신호 중 하나를 선택하여 전원선택부를 경유하여 입출력 커넥터(24)로 보내고, 나머지 신호들은 곧바로 입출력 커넥터(24)로 연결된다. 이 입출력 커넥터(24)를 통하여 시리얼 포트 출력으로서 각 외부 기기로 전송된다. 또한, 외부기기로부터의 신호입력은 상기와 역순으로 하여 이루어지게 된다.
도 2의 제 1 실시예에서는 시리얼 신호 트랜시버(23)로서 RS232 트랜시버를 사용하고 입출력 커넥터(24)로서 DB9-n 커넥터를 사용한 예를 나타내고 있다. 이때, 상기 시리얼 신호 트랜시버(23)는 RS232 트랜시버뿐만 아니라 RS422, RS485 등의 여러 가지의 트랜시버를 사용할 수 있으며, 입출력 커넥터(24)는 DB9 뿐 아니라 DB25 등 여러 가지 커넥터를 사용할 수 있다.
상기와 같은 방법으로 USB-시리얼 통신 변환장치를 통하여 USB 포트와 시리얼 포트 간의 데이터의 이동이 가능하게 되며, 이때, 외부 기기를 구동하기 위한 전원이 연결될 필요가 있는 경우는 다음과 같은 방법으로 한다.
우선, 파워 커넥터(25)에 외부 전원을 연결한다. 이때, 외부 전원으로는 예를 들어 상기한 바와 같이 12V 어댑터를 사용한다고 한다. 이 전원은 전원 선택기(28)에 공급이 된다. 그리고 USB 커넥터(21)를 통하여 공급되는 전원 역시 전원 선택기(28)에 공급되고 전원 선택기(28)는 외부 전원과 USB 전원 중 한 가지를 선택하여 전원선(26)에 전원을 공급하게 된다. 그러면 전원선(26)을 통하여 전원이 공급되고, 사용자는 전원 선택부(27)를 전원 공급이 필요한 외부 기기가 연결되어 있는 시리얼 포트에 해당하는 위치로 조작하여 전원을 공급하거나 신호선이 필요한 시리얼 포트에 신호를 공급할 수 있다.
도 2의 제 1 실시예에서, RS232는 총 9개의 신호선을 사용하므로, DB9를 사용할 경우, 하나의 신호선을 전원에 할당하여야 하므로, 상기 신호의 흐름에서 설명한 바와 같이, 신호선택기를 통하여 전원을 공급할지 신호를 주고받을지를 결정하게 된다. 본 실시예에서는 전원 선택부(27)로서 신호선택기와 점퍼를 설치한 예를 나타내고 있다. 사용자는 상기 점퍼를 조작하여 해당하는 위치에 전원을 공급할 수 있고, 이때, 전원 공급은 하나의 포트로만 할 수도 있고 전체 포트가 모두 공급하게 할 수도 있어 사용자가 임의로 설정할 수 있고, 전원공급 없이 데이터 이동만을 행하는 것도 물론 가능하다.
상기한 바와 같이, 사용자가 점퍼를 조작하여 예를 들면 첫번째 시리얼 포트에 전원을 공급하도록 했을 경우, 전원은 첫번째 시리얼 포트로 흐르고 입출력 커넥터(24)의 DB9-1 커넥터를 통하여 전원이 출력되게 되며, 이 출력을 받아 외부 기기가 구동하게 된다. 물론 전원을 공급하도록 한 경우도 하지 않을 경우와 마찬가지로 신호선택기에 의하여 선택된 신호를 제외한 데이터의 이동이 가능하므로, 시리얼 포트를 통하여 외부 기기에 전원을 공급하는 동시에 데이터를 교환할 수 있게 된다. 그리고 외부 기기에 전원을 공급할 필요가 없는 경우에는 신호선택기에 의하여 선택된 신호를 전원 선택부(27)를 통하여 외부 기기에 공급하게 되고 이때, 전원은 공급되지 않게 된다.
또한, 다른 포트를 통해 전원을 공급하는 경우나 전체 포트가 모두 전원을 공급하는 경우도 사용자에 의한 전원 선택부(27)의 조작에 따라 상기한 바와 마찬가지 방법으로 행해진다.
도 3은 본 고안에 따른 제 2 실시예를 나타내고 있다. 여기서는 시리얼 신호 트랜시버(33)로서 RS232 트랜시버를 사용하고 입출력 커넥터(34)로서 DB25-n 커넥터를 사용한 예를 나타내고 있고, 전원 선택부(37)의 구성이 달라져 있다. 그 이외의 부분은 도 2의 제 1 실시예와 동일하며, 설명을 간략히 하기 위해 동일한 부분의 설명은 생략하고 제 1 실시예와 다른 부분만을 설명한다.
제 1 실시예에서 입출력 커넥터(24)로 DB9를 사용한 경우, 신호선을 전원선에 할당하기 위한 신호 선택기가 필요하나, 제 2 실시예와 같이 DB25를 사용하면, 핀 수가 남으므로 여분의 핀에 전원을 공급하면 되어 신호선택기가 필요하지 않게 된다. 따라서, 전원 선택부(37)를 보다 간단하게 구성할 수 있다.
또한, 도 4는 본 고안의 제 3 실시예로서 시리얼 신호 트랜시버(43)로서 RS422/485 트랜시버를 사용하고 입출력 커넥터(44)로서 DB9-n 또는 DB25-n커넥터를 사용한 예를 나타내고 있다. 나머지 부분의 구성은 상기 제 2실시예와 동일하며, 전체적인 동작 또한 같으므로 중복되는 부분은 생략하고 다른 점만을 설명한다.
시리얼 신호 트랜시버(43)로서 RS422/485 트랜시버를 사용하는 경우, RS422는 4핀, RS485는 2핀만을 사용하므로, DB9를 사용하는 경우에도 핀 수가 남기 때문에 신호선택기가 없어도 문제가 없게 된다. 따라서 DB9를 사용하는 경우에도 제 2 실시예와 마찬가지로 신호선택기가 필요 없으므로, 제 1 실시예에 비해 전원 선택부(47)를 간단히 구성할 수 있다.
또한 도 5의 예에서는 본 고안의 실제 예로서 하나의 USB 입출력 신호를 4개의 시리얼 포트 입출력 신호로 변환하는 동시에 전원을 공급할 수 있는 USB-시리얼 통신 변환장치를 나타내고 있으나, 본 고안은 이 예에 한정된 것이 아니라 도 6에 나타낸 바와 같이 출력을 8개로 할 수도 있는 등 필요에 따라 다양한 변경 및 수정이 가능한 것은 당연한 일이라 하겠다.
따라서 본 고안은 상기의 실시예들에만 한정되는 것이 아니라 본 고안의 취지를 벗어나지 않는 범위 내에서 당업자에 의해 필요에 따라 여러 가지 변경 및 수정, 조합 등이 가능함은 당연한 것이다.
상기한 바와 같이 본 고안의 USB-시리얼 통신 변환장치에 따르면, 하나의 USB 포트를 사용하여 동시에 복수의 외부 기기를 연결하여 사용할 수 있으므로 한정된 포트 수를 보다 효율적으로 사용할 수 있고, 사용할 때마다 장치를 바꾸어 연결하는 번거로움을 해소할 수 있으며, 또한 종래의 USB-시리얼 통신 변환장치에서 시리얼 포트를 통해서는 전원공급이 되지 않았던 문제점을 해결하여 시리얼 포트를 통해 각 장치들 사이의 데이터의 이동과 함께 외부 기기의 전원공급을 동시에 행할 수 있으므로, 각각의 외부기기마다 전원을 따로 확보하여 연결해야 하는 번거로움이 해소될 수 있고, 또한 다수의 전원연결로 인해 전체 시스템의 연결이 복잡해지고 난해해지는 문제를 방지할 수 있다.
도 1은 본 고안에 관한 USB-시리얼 통신 변환장치의 전체적인 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 고안에 관한 USB-시리얼 통신 변환장치의 제 1 실시예의 내부 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 고안에 관한 USB-시리얼 통신 변환장치의 제 2 실시예의 내부 구성을 나타내는 블록도이다.
도 4는 본 고안에 관한 USB-시리얼 통신 변환장치의 제 3 실시예의 내부 구성을 나타내는 블록도이다.
도 5는 본 고안에 관한 USB-시리얼 통신 변환장치의 외관을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 고안에 관한 또 다른 USB-시리얼 통신 변환장치의 외관을 나타내는 도면이다.

Claims (3)

  1. 단일의 USB 입출력 신호를 복수의 시리얼 신호로 변환하여 입출력하는 USB-시리얼 통신 변환장치에 있어서,
    입력된 USB 신호를 복수의 n(n은 자연수)개의 채널의 시리얼 포트 신호로 변환하고, 상기 복수의 n(n은 자연수)개의 시리얼 포트 채널에서 입력된 신호를 USB 출력 신호로 변환하는 USB-시리얼 변환기와,
    상기 USB-시리얼 변환기로부터의 상기 n개의 채널마다 대응하여 신호를 주고받는 시리얼 신호 트랜시버와,
    상기 시리얼 신호 트랜시버와 대응하여 각 채널의 신호를 주고받고, 외부 기기에 시리얼 포트 신호를 출력하는 복수의 출력 커넥터와,
    입력되는 외부 전원을 상기 출력 커넥터에 할당하여 외부 기기로 전원을 공급하도록 하기 위한 전원 선택부와,
    상기 외부 전원과 USB 전원 중 한 가지를 선택하기 위한 전원 선택기를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 USB-시리얼 통신 변환장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 전원 선택부는 데이터 통신시 상기 외부 전원 또는 상기 USB 전원으로부터 공급되는 전원을 사용자의 선택에 의해 상기 복수의 출력 커넥터의 일부 또는 전체를 통해 외부 기기에 공급하도록 구성된 것을 특징으로 하는 USB-시리얼 통신 변환장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 시리얼 신호 트랜시버는 적어도 RS232 트랜시버, RS422 트랜시버, RS485 트랜시버 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 USB-시리얼 통신 변환장치.
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