KR20050077106A - Ｕｓｂ 동작모드의 자동스위칭 방법, 및 이를 이용한단일포트 ｕｓｂ 장치 - Google Patents

Ｕｓｂ 동작모드의 자동스위칭 방법, 및 이를 이용한단일포트 ｕｓｂ 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 USB 장치가 접속되었을 때 USB 신호라인의 전기적 상태를 센싱함으로써 상기 접속된 USB 장치가 호스트 장치인지 아니면 디바이스 장치인지를 판단하여 이에 따라 USB 동작모드를 자동으로 스위칭하는 방법, 및 상기 자동스위칭 방법을 사용함으로써 단일형식의 USB 포트를 통해 호스트 장치와 디바이스 장치 모두 접속하여 사용할 수 있는 USB 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따르면 단일형식의 USB 포트를 사용하여 호스트 장치와 디바이스 장치를 선택적으로 모두 접속하여 사용할 수 있고, 이를 통하여 휴대용 USB 장치를 보다 소형, 저가격으로 설계할 수 있다는 장점이 있다.

Description

ＵＳＢ 동작모드의 자동스위칭 방법, 및 이를 이용한 단일포트 ＵＳＢ 장치 {Automatic Switching Method of USB Operation Mode, and Single-Type USB Port Device Using The Same}
본 발명은 USB 장치가 접속되었을 때 USB 신호라인의 전기적 상태를 센싱함으로써 상기 접속된 USB 장치가 호스트 장치인지 아니면 디바이스 장치인지를 판단하여 이에 따라 동작모드를 자동으로 스위칭하는 방법, 및 상기 자동스위칭 방법을 사용함으로써 단일형식의 USB 포트를 통해 호스트 장치와 디바이스 장치 모두 접속하여 사용할 수 있는 USB 장치에 관한 것이다.
종래로 컴퓨터 시스템과 주변장치 간의 데이터 접속을 위해서 범용 시리얼 버스(USB)가 널리 사용되어 왔는데, 이러한 USB 접속은 통신기법상 소위 일대일 접속으로서 USB 접속된 두 단말은 각각 USB 호스트 장치와 USB 디바이스 장치로 구분된다. 이 중, USB 호스트 장치는 USB 버스의 토폴로지 관리, USB 디바이스 장치의 상태 모니터링 및 기기제어, USB 버스를 통한 데이터 전송관리를 책임지며, 나아가 자신에게 접속된 USB 디바이스 장치에 대해서 필요한 경우 소정의 동작전원을 공급하는 책임도 부담한다.
통상적으로는 컴퓨터 시스템이 USB 호스트 장치로서 동작하며, 컴퓨터 시스템에 연결되는 각종의 USB 장치, 예컨대 마우스, 프린터, 키보드, 카메라, 스캐너 등은 USB 디바이스 장치로서 동작한다. 이러한 USB 디바이스 장치 중에서 마우스, 키보드, 카메라 등은 자체적으로 동작전원을 갖고있지 않아 컴퓨터 시스템으로부터 동작전원을 공급받아 동작하므로 버스파워형(bus-powered) 장치라 하고, 프린터나 스캐너 등의 USB 디바이스 장치는 그 동작전원을 자체적으로 구비하고 있으므로 셀프파워형(self-powered) 장치라고 한다.
USB 규격집인 Universal Serial Bus Specification, Rev 1.1, September 23, 1998에서는 USB 호스트 장치와 USB 디바이스 장치에서 사용하는 USB 콘넥터 기구 사양을 규정하는데, 도 1은 이러한 USB 플러그와 USB 리셉터클의 기구 사양을 도시하는 도면이다. 도면에서, 플러그/리셉터클(120, 110)은 USB 호스트 장치에서 사용하는 콘넥터 사양이고 플러그/리셉터클(140, 130)은 USB 디바이스 장치에서 사용하는 콘넥터 사양이며, 이에 USB 케이블은 일방은 호스트용 플러그(120)를 구비하고 다른 일방은 디바이스용 플러그(140)을 구비하여 이를 통해 USB 호스트 장치와 USB 디바이스 장치가 접속되도록 한다.
USB 규격에서는 이와 같이 콘넥터의 기구적인 사양을 달리함으로써 USB 장치가 스스로의 동작모드를 규정하고, 또한 자신과 USB 접속될 상대방의 동작모드를 명시적으로 제한하도록 하였다. 즉, 호스트용 리셉터클(110)을 구비한 USB 장치는 항상 USB 호스트 장치로서 동작하며, 동시에 자신과 접속될 상대방은 항상 USB 디바이스 장치라고 가정하면 되었으며, 소프트웨어 측면에서도 호스트 동작모드에 대한 프로그램만 구비하면 되었다.
그러나, 최근에는 하나의 USB 장치가 경우에 따라서 선택적으로 USB 호스트 장치로서 기능하고 또한 USB 디바이스 장치로서 기능하도록 동작환경이 변화되고 있다. 예컨대, 2대의 MP3 플레이어 사이에서 MP3 파일을 교환하는 기능이 사용자들로부터 강하게 요구되는데, 이를 위해서는 이들 중에서 1대는 USB 호스트 장치로서 기능하여야 한다. 종래의 기술에 따르면, 이를 구현하기 위해서 하나의 USB 장치에 호스트용 리셉터클(110)과 디바이스용 리셉터클(130)을 모두 구비하여야 하는데, 이러한 점은 소형/저가격화에 장애가 되며, 특히 휴대용 장치에는 기구적인 제약에 의해 채용하기가 극히 곤란하다.
이에, 본 발명은 단일형식의 USB 포트를 사용하여 호스트 장치와 디바이스 장치 모두 접속하여 사용할 수 있도록 USB 장치가 접속되었을 때 USB 신호라인의 전기적 상태를 센싱함으로써 상기 접속된 USB 장치가 호스트 장치인지 아니면 디바이스 장치인지를 판단하고 이에 따라 자신의 USB 동작모드를 자동으로 스위칭하는 방법, 및 상기 자동스위칭 방법을 이용하여 단일형식의 USB 포트를 통해 호스트 장치와 디바이스 장치 모두에 접속하여 사용할 수 있는 USB 장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명에서는 USB 포트를 통하여 외부 USB 장치가 접속되었을 때 USB 신호라인의 상태를 센싱함으로써 상기 접속된 USB 장치가 호스트 장치인지 아니면 디바이스 장치인지를 판단하고 그 판단결과에 따라 자신의 USB 동작모드를 자동으로 스위칭한다. 이를 위해서는 먼저 USB 인터페이스의 라인접속 사양을 이해하여야 하는 바, 도 2a와 도 2b를 참조하여 이를 기술한다.
도 2a와 도 2b는 USB 케이블을 통한 호스트 장치(250)와 디바이스 장치(260) 간의 라인접속 사양을 도시하는 도면이다. 도 2a에 도시된 바와 같이, USB 케이블은 4개의 신호라인(210~240)으로 구성되어 있는데, 전원라인인 VBUS 라인(210)과 GND 라인(240)은 접속된 디바이스 장치(260)가 버스파워형 장치인 경우에 호스트 장치(250)로부터 전원을 공급받는 데에 사용하기 위한 라인이고, 데이터 라인인 D+ 라인(220)과 D- 라인(230)은 호스트 장치(250)와 디바이스 장치(260) 간에 직렬 데이터 통신을 제공하기 위한 라인이다.
USB 규격에 따르면, 호스트 장치(250)는 버스파워형 디바이스 장치(260)에 대해서 동작전원을 공급하여야 하므로 상기 VBUS 라인(210)에 전원단자인 +5 V 단자를 접속시키는 반면, 디바이스 장치(260)는 상기 VBUS 라인(210)에 전원을 공급하지 않는다. 상기 VBUS 라인(210)에 공급된 전원에 대해서, 버스파워형 디바이스 장치는 VBUS 라인(210)으로부터 전원을 공급받아 장치 내부에서 사용하는 반면, 셀프파워형 디바이스 장치는 자체전원을 가지고 있으므로 VBUS 라인(210)으로부터 전원을 공급받을 필요가 없다.
따라서, USB 장치가 접속되었을 때 상기 접속된 장치가 호스트 장치나 자체전원을 사용하는 셀프파워형 디바이스 장치인지 아니면 USB로부터 전원을 공급받아야 하는 버스파워형 디바이스 장치인지를 판단하기 위해서는 VBUS 라인(210)에 전원을 공급한 상태에서 VBUS 라인(210)의 전위를 센싱하면 알 수 있다. 즉, 자체전원을 사용하는 장치인 경우에는 사실상 무한 임피던스이므로 VBUS 라인(210)의 전위에 별달리 변화가 없는 반면, 자체전원을 사용하지 않는 장치인 경우에는 VBUS 라인(210)으로부터 전류를 끌어서 사용하므로 VBUS 라인(210)의 전위가 일정 부분 저하되는 현상, 즉 전압강하가 발생하게 된다.
한편, 호스트 장치(250)는 D+ 라인(220)과 D- 라인(230)을 예컨대 15 ㏀ 저항소자를 통해 풀-다운(pull-down)시키는 반면, 디바이스 장치(260)는 예컨대 1.5 ㏀ 저항소자를 통해 고속형인 경우에는 D+ 라인(220)을, 저속형인 경우에는 D- 라인(230)을 풀-업(pull-up)시킨다. 도 2b에는 고속형의 디바이스 장치(260)를 예시적으로 도시하였다. 따라서, 접속된 USB 장치가 호스트 장치(250)인지 디바이스 장치(260)인지를 판단하기 위해서는 D+/D- 라인(220, 230)을 센싱하여 모두 LOW 레벨인지 아니면 어느 한 라인이 HIGH 레벨인지를 검사하면 알 수 있다. 본 명세서에서는 이들을 데이터 라인(220, 230)이라 기술한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 USB 동작모드의 자동스위칭 방법을 도시하는 도면이다. 먼저, USB 인터페이스의 VBUS 라인(210)에 +5 V 전위를 인가한 상태로 특정 시간(T1)를 유지(ST301)하고, 호스트 신호라인을 USB 인터페이스에 연결하면서(ST302) USB 인터페이스의 데이터 라인, 즉 D+/D- 라인(220, 230)의 레벨을 검사(ST303)한다. 이 때, VBUS 라인(210)에 +5 V 전위를 인가한 상태로 T1 시간을 유지(ST301)하는 것은 상대 USB 기기가 버스파워형 디바이스 기기인 경우에 시스템 부팅을 하고, 셀프파워형 디바이스 기기인 경우에는 혹시라도 전원스위칭을 할 수 있으므로 이를 위한 시간적 여유를 제공하기 위한 것이다. 또한, 호스트 신호라인을 USB 인터페이스에 연결(ST302)하는 것은 D+/D- 라인(220, 230)을 일단 풀다운시켜 상대 USB 기기의 접속으로 인한 레벨변화를 판단하기 위한 것으로, 별도의 방법으로 풀다운이 가능하다면 굳이 단계(ST302)에서 호스트 신호라인을 USB 인터페이스에 연결할 필요는 없다고 해석된다.
만일, 데이터 라인(220, 230)의 신호레벨이 'HIGH'로 검출된 경우에는 현재 USB 인터페이스를 통해 (버스파워형 또는 셀프파워형) 디바이스 기기가 접속된 것으로 판단할 수 있다. 따라서, 기기 내부의 운영 소프트웨어에 상기 이벤트를 알리기 위해 호스트 모드 인터럽트를 발생(ST304)시키고, 소정 USB 규격에 따라서 토폴로지 관리나 파일복사 등과 같은 호스트 모드의 기기동작을 수행(ST305)하며, 어느 정도 시간이 경과하면 상기 USB 접속을 통하여 사용자가 수행하려고 의도한 특정의 호스트 모드 동작, 예컨대 파일복사 동작이 종료(ST306)된다. 이로써, USB 호스트 모드의 동작이 완료된다.
한편, 데이터 라인(220, 230)의 신호레벨이 'LOW'로 검출된 경우에는 현재 USB 인터페이스를 통해 호스트 모드의 기기가 접속되었을 수도 있고 아니면 전혀 접속이 이루어지지 않아 스스로의 풀-다운에 의해서 LOW 레벨이 유지되었을 수도 있어 이를 구분 판단할 필요가 있다. 또한, 선택적으로는 전술한 바와 같이 USB 호스트 모드의 동작이 완료(ST304~ST306)된 이후에 호스트 모드의 기기가 현재 접속되었는지 여부를 판단할 수도 있다.
이를 위해서, 전술한 단계(ST301)에서 VBUS 라인(210)에 인가되었던 +5 V 전위공급을 제거(ST307)한 후, 상기 VBUS 라인(210)의 전위가 여전히 +5 V를 유지하는지 여부를 검사(ST308)한다. 이 때, 단계(ST307)에서 +5 V 전위공급을 제거하는 이유는 만일 제거하지 않는다면 VBUS 라인(210)은 상기 전위공급에 의해 항상 신호레벨이 +5 V로 검출될 것이기 때문이며, 단계(ST307)에서 전위공급이 제거되었음에도 불구하고 단계(ST308)에서 VBUS 라인(210)의 전위가 여전히 +5 V를 유지하는 것으로 판단된다면 이는 USB 인터페이스를 통해 호스트 모드의 기기가 접속되어 VBUS 라인(210) 상에 +5 V 전위를 공급하기 때문이다.
이 경우, 상기 VBUS 라인(210)을 통해 공급되는 +5 V 전력으로 기기의 동작전원을 설정함과 동시에 기기의 자체전원은 차단(ST309)하는데 이는 더이상의 전력소모가 없도록 하여 파워세이브를 달성하기 위함이다. 이어서 USB 인터페이스에 디바이스 신호라인이 접속(ST310)되도록 스위칭하고 USB 디바이스 모드의 동작, 예컨대 파일복사 동작을 사용자가 소망하는 대로 수행(ST311, ST312)한다. 바람직하게는, 상기 디바이스 모드의 동작은 VBUS 라인(210)의 동작전위가 +5 V를 유지하는 동안 계속되며, 그 이후에는 즉시 자체전원으로 절환(ST314)한다.
한편, 상기 단계(ST308)에서 VBUS 라인(210)의 전위가 +5 V가 아닌 경우에는 USB 인터페이스를 통해 호스트 모드의 기기가 접속되지 않은 것으로 판단하는 것이 가능하며, 이 경우 바로 동작을 종료한다.
도 3에 도시된 일련의 과정은 USB 인터페이스를 구비한 장치에서 상기 USB 인터페이스를 통해 어떠한 USB 장치가 접속되었는지의 여부를 먼저 검출하고, 나아가 만일 어떠한 USB 장치가 접속되었다면 그 접속된 장치가 현재 USB 호스트 모드로 동작하는 장치인지 아니면 USB 디바이스 모드로 동작하는 장치인지를 검출하는 동작에 관한 것이다. 도 3에 도시된 일련의 과정은 타이머 인터럽트 방식이나 폴링(polling) 방식으로 수행될 수 있다.
도 4a 내지 도 4e는 본 발명의 실시예에 따른 전압강하 검출회로(410), USB 스위칭회로(420), VBUS 전위 생성회로(430), 동작전원 추출회로(440), 스위칭신호 생성회로(450)의 상세구성을 도시하는 도면으로서, 도 4a 내지 도 4e에 도시된 실시예는 전계효과 트랜지스터(Field Effect Transistor : FET)를 사용하여 구현되어 있으나, 통상의 바이폴라 트렌지스터(Bipolar Transistor)를 사용하여 구현하더라도 무방하며, 기타의 칩셋을 사용하여 본 발명을 구성하는 것도 가능하다. 한편, FET 소자의 특성상, P-채널 FET는 핀1(게이트)가 핀2(소스)보다 특정 임계치 이상 낮을 때 핀2(소스)-핀3(드레인)으로 전류가 흐르고, N-채널 FET는 핀1(게이트)가 핀2(소스)보다 특정 임계치 이상 높을 때 핀3(드레인)-핀2(소스)로 전류가 흐른다는 점에서 서로 구별된다.
먼저, 도 4a에 도시된 전압강하 검출회로(410)에 대해서 기술한다. 도시된 전압강하 검출회로(410)는 VBUS 라인(210)으로 전류가 흘러나가는지 여부를 센싱하여, 만일 전류가 흘러나가는 경우, 즉 USB로 연결된 상대방 기기로 소량이라도 전원이 제공되는 경우에는 신호 DEV_IN_DTC를 'HIGH'로 출력하고, 그렇지 않은 경우에는 신호 DEV_IN_DTC를 'LOW'로 출력한다. 따라서, 전압강하 검출회로(410)에서 검출하는 '전압강하'란 VBUS 라인(210) 상의 전류흐름으로 인한 저항소자(413) 양단의 전압강하를 의미한다고 보는 것이 정확하다.
전압강하 검출회로(410)에서는 시스템 동작전압인 3.3 V 전위(VDD33D)가 비교적 큰 저항값을 갖는 저항소자(413)를 거쳐서 다이오드(412)의 애노드(anode)로 연결되고, 다시 상기 다이오드(412)의 캐쏘드(cathod)는 VBUS 라인(210)에 연결되어 있다. 이러한 구성에서는, 만일 시스템 전원인 VDD33D로부터 VBUS 라인(210)으로 전류가 흐르지 않으면 P-채널 FET(411)의 핀2-핀1의 전위차가 없기 때문에 핀2-핀3이 오픈(open)되는데 현재 핀3에는 풀-다운 저항이 연결되어 있기 때문에 신호 DEV_IN_DTC는 'LOW'가 된다.
반대로, 만일 시스템 전원인 VDD33D로부터 VBUS 라인(210)으로 일정 수준 이상의 전류가 흐르게 되면 저항소자(413)에 의해 P-채널 FET(411)의 핀2-핀1 사이에 전위차가 생기게 되어 핀2-핀3이 단락(short)되고 이에 따라 시스템 전압(VDD33D)에 의해 신호 DEV_IN_DTC는 'HIGH'가 된다. 정리하면, 전압강하 검출회로(410)의 실시예는 시스템 전원인 VDD33D로부터 VBUS 라인(210)으로의 전류흐름을 통해 전압강하를 검출하며, 신호 DEV_IN_DTC는 전압강하가 있을 때 'HIGH'가 되고 전압강하가 없을 때 'LOW'가 된다.
USB 인터페이스를 통해 버스파워형 디바이스 모드의 장치가 연결되면 VBUS 라인(210)을 통하여 대략 0.13 ㎃ 정도의 전류가 흐르게 되고, P-채널 FET(411) 소자에서는 대략 0.6 V의 전압차가 핀2-핀1에 존재할 때 핀2-핀3이 연결되므로, 핀1과 핀2를 연결하는 저항소자(413)는 대략 4.6 ㏀ 이상이 되어야 한다. 본 실시예에서는 보다 확실한 동작을 보장하기 위해서 15 ㏀의 저항값을 갖는 저항소자를 사용하여 전압강하 검출회로(410)를 구성하였다.
다만, 이러한 부품값 설정은 본 발명의 구성을 설명하기 위한 일 실시예에 불과한 것으로 이해되어야 한다. 즉, 버스파워형 디바이스 모드의 장치가 VBUS 라인(210)을 통해 끌어들이는 전류의 양은 구체적인 기기에 따라서는 0.13 ㎃보다 많을 수도 있고 혹은 더 적을 수도 있으며, P-채널 FET(411)에서 핀2-핀3이 연결되기 위한 핀2-핀1의 인가전압 또한 사용하는 FET 소자의 구체적인 모델에 따라서 0.6 V보다 높을 수도 있고 혹은 더 낮을 수도 있다. 따라서, 전압강하 검출회로(410)를 구성하는 부품, 특히 저항소자(413)의 값은 실제로 사용되는 각 부품의 구체적 특성에 따라서 탄력적으로 설정된다.
또한, 저항소자(414)는 시스템 동작전원(VDD33D)이 그대로 포트에 인가되는 것을 방지하기 위한 일종의 댐핑(damping) 저항으로서 대략 4.7 ㏀이 무난하며, 저항소자(415)는 위 저항소자(414)로 인한 분압효과(voltage dividing)를 상대적으로 제거하여 DEV_IN_DTC 신호가 논리적 HIGH로 설정될 수 있도록 하기 위한 것으로 상대적으로 큰 저항값이 사용되며, 본 실시예에서는 47 ㏀의 저항값을 갖는 저항소자를 사용하였다. 다만, 상기 수치는 본 발명의 실시예에 불과하며, 사용하는 소자의 특성에 따라서 적절하게 설정된다.
이어서, 도 4b에 도시된 USB 스위칭회로(420)에 대해서 기술한다. USB 스위칭회로(420)는 일종의 아날로그 스위치로서, USB 콘넥터(422)에 대해서 호스트 신호라인(HD+, HD-)를 연결할 것인지 아니면 디바이스 신호라인(UD+, UD-)를 연결할 것인지를 스위칭한다. 즉, 입력포트 IN에 LOW 레벨신호가 인가되면 신호라인 COM 1,2와 신호라인 NC가 연결되어 본 장치는 디바이스 모드로 동작하게 되고, 입력포트 IN에 HIGH 레벨신호가 인가되면 신호라인 COM 1,2와 신호라인 NO가 연결되어 본 장치는 호스트 모드로 동작하게 된다. 도시된 바와 같이 신호라인 COM 1,2는 USB 콘넥터(422)의 데이터 라인(D+/D-)에 연결되고, 스위칭신호 HST_DEV_CTL의 생성에 대해서는 도 4e를 참조하여 설명한다.
이어서, 도 4c에 도시된 VBUS 전위 생성회로(430)에 대해서 기술한다. VBUS 전위 생성회로(430)는 내장된 1.5 V 배터리(건전지)로부터 5 V의 VBUS 라인전위를 생성하는데, MAKE5V 칩(431)에서는 입력포트 SHDN에 LOW 레벨신호가 인가되면 출력단자 OUT으로 0 V가 출력되고(디바이스 모드), 입력포트 SHDN에 HIGH 레벨신호가 인가되면 출력단자 OUT으로 5 V가 출력된다(호스트 모드). 신호 5V_PWR_CTL는 본 실시예에서는 CPU(미도시)에서 출력되는 제어신호로서 이러한 구성을 통하여 동작모드에 따라서 VBUS 라인(210)에 5 V를 인가할 것인지 여부를 제어하는 것이 가능하다. 저항(433, 434)는 MAKE5V 칩(431)에 내장된 증폭소자의 피드백 경로에 연결되는데, 그 값은 MAKE5V 칩(431)의 매뉴얼을 따른다.
이어서, 도 4d에 도시된 동작전원 추출회로(440)에 대해서 기술한다. 도시된 동작전원 추출회로(440)는 제어신호 HST_DEV_CTL의 신호레벨에 따라서 선택적으로 VBUS 라인(210)으로부터 시스템 전압(VDD33D)를 추출하는 기능을 수행한다. 상기 시스템 전압(VDD33D)은 디폴트로는 내장된 1.5 V 배터리(건전지)로부터 스텝업 DC/DC 컨버터를 통해 만들어지며(호스트 모드), 필요한 경우에는 VBUS 라인(210)의 5 V 전원으로부터 3.3V_LDO 칩(442)을 통해 생성되는 3.3 V 전원으로 대체된다(디바이스 모드).
도시된 P-채널 FET(441)에서 이러한 전원스위칭 동작이 이루어지는데, 먼저 신호 HST_DEV_CTL는 호스트 모드에서와 같이 자체 전원으로 VBUS 라인(210)을 공급하여야 하는 경우에는 HIGH 레벨이므로 P-채널 FET(441)의 핀2-핀3이 오픈되어 내장전원이 그대로 사용되며, 버스파워형 디바이스 모드에서와 같이 상대방 호스트 장치가 제공하는 전위에서 동작전원을 추출하여야 하는 경우에는 신호 HST_DEV_CTL이 LOW 레벨이므로 P-채널 FET(441)의 핀2-핀3이 연결되어 VBUS 라인(210)의 5 V 전원으로부터 추출된 전원이 사용된다. 스위칭신호 HST_DEV_CTL에 대해서는 도 4e를 참조하여 후술하고자 한다.
이어서, 도 4e에 도시된 스위칭신호 생성회로(450)에 대해서 기술한다. 스위칭신호 생성회로(450)는 전술한 바 스위칭신호 HST_DEV_CTL을 생성하는 회로로서, 전술한 바와 같이 스위칭신호 HST_DEV_CTL에 의해 USB 콘넥터(422)에 연결되는 USB 신호라인의 스위칭, 및 시스템 전압(VDD33D)의 소스 스위칭이 이루어진다. 먼저, 4.2V_DETECTION 칩(451)은 입력(VDD)이 4.2 V 이하이면 0 V가 출력되고, 그 이상이면 입력포트 VDD에 인가된 전압이 출력되도록 동작하는데, 현재 입력(VDD) 핀에는 VBUS 라인(210)이 연결되어 있으므로 동작모드에 상관없이 VBUS 라인(210)에 5 V만 입력되면 항상 5 V가 출력하게 된다.
다만, 전술한 제어신호 5V_PWR_CTL을 통하여 VBUS 라인(210)의 전원소스를 구분하게 되는데, 전술한 바와 같이 호스트 모드로서 자체전원을 사용하는 경우에는 제어신호 5V_PWR_CTL가 HIGH 레벨로 설정되어 N-채널 FET(452)의 핀2-핀3이 단락되며 이로 인해 N-채널 FET(453)의 핀1에 LOW 레벨이 인가되어 N-채널 FET(453)의 핀2-핀3이 오픈됨으로써 결국은 스위칭신호 HST_DEV_CTL이 'HIGH' 값으로 출력된다. 한편, 버스파워형 디바이스 모드로서 상대방 호스트 장치가 제공하는 전원을 공급받아 사용하는 경우에는 제어신호 5V_PWR_CTL가 LOW 레벨로 설정되고, 이에 따라서 스위칭신호 생성회로(450)가 전술한 바와는 정반대로 동작하여 결국 스위칭신호 HST_DEV_CTL이 'LOW' 값으로 출력된다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 USB 동작모드의 자동스위칭 방법을 도시하는 도면이다. 먼저, 호스트 신호라인(HD+, HD-)을 USB 스위칭 회로(421)를 통해 USB 콘넥터(422)에 연결(ST501)하고, 전압강하 검출회로(410)를 사용하여 VBUS 라인(210)에 특정 임계치 이상의 전압강하가 발생되었는지 여부를 검사(ST502)하는데, 이 때 전압강하가 발생한 것으로 검출된다면 이는 디바이스 기기가 USB 인터페이스를 통해 접속됨으로 인하여 VBUS 라인(210)을 통해 시스템 전류가 흘러나간 것으로 판단할 수 있다. 따라서, 이 경우에는 본 발명의 방법을 채용하는 기기는 호스트 모드로 동작하여야 하며, USB 규격에서 요구하는 바에 따라 VBUS 라인(210)에 +5 V 전위를 인가한다(ST503).
이어서, 데이터 라인, 즉 D+/D- 라인(220, 230)의 신호레벨을 검사(ST504)하는데, 이는 USB를 통하여 연결된 상대 기기가 정말로 디바이스 기기인지를 확인하는 것으로서 보다 완전한 기기동작을 보장하기 위함이다. 앞서 단계(ST501)에서 호스트 신호라인(HD+, HD-)을 USB 콘넥터(422)에 연결함으로써 데이터 라인을 풀다운시켰으므로, 단계(ST504)에서 데이터 라인이 'HIGH' 레벨이라면 상대방 기기는 진실로 디바이스 기기임이 확인된다.
다만, 본 실시예에서는 단계(ST504)에서 데이터 라인이 'LOW' 레벨로 판단되는 경우에는 VBUS 라인(210)에 인가된 +5 V 전위를 제거(ST508)한 후 일종의 에러상황으로서 바로 종료하도록 동작하나, 다른 실시예로서 VBUS 라인(210)에 인가된 +5 V 전위를 제거(ST508)한 후 단계(ST509)로 진행하여 상대방 기기가 혹시 호스트 기기는 아닌지 확인하는 것도 바람직하다. 이는 설계상 오류로 인하여 호스트 기기임에도 불구하고 USB를 통한 기기접속 시에 VBUS 라인(210)을 통하여 상대방 시스템 전류를 소모하는 기기가 존재할 수도 있으며, 이와 같이 잘못 설계된 기기에 대해서도 상호동작성을 보장하기 위함이다.
한편, 도 3을 참조하여 전술한 바와 같이, 버스파워형 디바이스 기기의 경우에는 VBUS 라인(210)에 +5 V가 인가된 후에 시스템 부팅을 종료하여 데이터 라인을 HIGH 레벨로 설정할 때까지 상당한 시간(T1)이 소요될 수 있고 더욱이 그 소요되는 시간도 기기에 따라서 일정하지 않아 그 시간을 어떻게 가정하더라도 확실한 동작을 보장할 수 없다는 문제점이 있다. 이에 따라, 단계(ST704)에 의해서 도 5의 실시예에 에러요소가 추가될 수도 있으므로 전술한 단계(ST704)에 관한 사항은 도 5의 실시예에 있어서 선택적인 것으로 이해되어야 하며, 이는 후술하는 도 6의 실시예에 대해서도 적용된다.
단계(ST504)에 이어서, 기기 내부의 운영 소프트웨어에 상기 디바이스 기기접속 이벤트를 알리기 위해 호스트 모드 인터럽트를 발생(ST505)시키고, 소정 USB 규격에 따라서 토폴로지 관리나 파일복사 등과 같은 호스트 모드의 기기동작을 수행(ST506)하며, 어느 정도 시간이 경과하면 상기 USB 접속을 통하여 사용자가 수행하려고 의도한 특정의 호스트 모드 동작, 예컨대 파일복사 동작이 종료(ST507)된다. 이로써, USB 호스트 모드의 동작이 완료되며, 상기 VBUS 라인(210)에 인가된 +5 V 전위공급을 제거(ST508)한다.
한편, 단계(ST502)에서 VBUS 라인상의 전압강하가 이루어지지 않은 경우에는 현재 USB 인터페이스를 통해 호스트 모드의 기기가 접속되었을 수도 있고 아니면 전혀 접속이 이루어지지 않았기 때문일수도 있으므로 이를 구분 판단할 필요가 있다. 이를 위해, VBUS 라인(210)의 전위가 +5 V인지 여부를 검사(ST509)하는데, 만일 VBUS 라인(210)의 전위가 +5 V인 경우에는 이는 USB 인터페이스를 통해 호스트 모드의 기기가 접속되어 상기 호스트 모드의 기기가 VBUS 라인(210) 상에 +5 V 전위를 공급하기 때문이다.
이 경우, 상기 VBUS 라인(210)을 통해 공급되는 +5 V 전력으로부터 예컨대 동작전원 추출회로(440)를 사용하여 기기의 동작전원(VDD33D)을 추출함과 동시에 기기의 자체전원은 차단(ST510)하는데 이는 더이상의 전력소모가 없도록 하여 파워세이브를 달성하기 위함이다. 이어서 USB 스위칭 회로(421)를 통하여 디바이스 신호라인(UD+, UD-)이 USB 콘넥터(422)로 스위칭 접속(ST511)되도록 하고, 사용자가 소망하는 대로 특정의 USB 디바이스 모드의 동작, 예컨대 파일복사 동작이 이루어진다(ST512, ST513). 바람직하게는, 상기 디바이스 모드의 동작은 VBUS 라인(210)의 동작전위가 +5 V를 유지하는 동안 계속되며, 그 이후에는 즉시 예컨대 내장 건전지 등의 자체전원으로 절환(ST516)한다.
한편, 상기 단계(ST509)에서 VBUS 라인(210)의 전위가 +5 V가 아닌 경우에는 USB 인터페이스를 통해 호스트 모드의 기기가 접속되지 않은 것으로 판단하는 것이 가능하며, 이 경우 바로 동작을 종료한다. 도 5에 도시된 과정은 타이머 인터럽트 방식이나 폴링 방식으로 수행될 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 USB 동작모드의 자동스위칭 방법을 도시하는 도면이다. 도 6에 개시된 실시예는 도 5의 실시예와 사실상 동일한 메커니즘으로 동작하며, 다만 동작모드를 검출 및 판단하는 순서만 상이하다. 따라서, 도 5의 실시예와 도 6의 실시예는 소프트웨어 흐름도로서의 표현에만 상이점을 갖는 것이고, 도 4a 내지 도 4e를 참조하여 도시하였던 바, 회로적으로 구현하는 경우에는 사실상 동일한 것으로 판단할 수 있다.
즉, 도 6의 실시예에서는 먼저 +5 V 전위공급이 제거된 상태에서 VBUS 라인(210)이 +5 V인지 여부를 검사(ST601)함으로써 USB 인터페이스를 통하여 호스트 모드의 기기가 접속되었는지 여부를 검사하고, 만일 그러하다면("YES" 경우), VBUS 라인(210)에서 전원을 획득하고 USB 콘넥터(422)로 디바이스 신호라인(UD+, UD-)을 접속하는 등의 일련의 디바이스 모드 동작(ST602~ST607)을 수행한다. 한편, 전술한 단계(ST601)에서 VBUS 라인(210)이 +5 V가 아닌 것으로 판단되는 경우에는, 이는 USB 인터페이스를 통하여 디바이스 모드의 기기가 접속되었을 수도 있고 아니면 전혀 USB 접속이 이루어지지 않았을 수도 있으므로, 이를 구분 판단하여야 한다.
이를 위해, 도 5를 참조하여 전술한 바와 같이, 호스트 신호라인(HD+, HD-)을 USB 스위칭 회로(421)를 통해 USB 콘넥터(422)에 연결(ST608)하고, 전압강하 검출회로(410)를 사용하여 VBUS 라인(210)에 특정 임계치 이상의 전압강하가 발생되었는지 여부를 검사(ST609)한다. 만일, 단계(ST609)에서 전압강하가 발생한 것으로 검출된다면 이는 특정 디바이스 기기가 USB 인터페이스를 통해 접속되어 VBUS 라인(210)을 통해 시스템 전류가 흘러나간 것으로 판단할 수 있고, 이에 본 발명의 방법을 채용하는 기기는 호스트 모드로 동작하여야 하므로 USB 규격에서 요구하는 바에 따라 VBUS 라인(210)에 +5 V 전위를 인가한다(ST610). 이와 같이 디바이스 기기가 USB 접속된 경우에는 도 5를 참조하여 전술한 바와 같은 일련의 호스트 모드 동작(ST610~ST615)를 수행한다.
한편, 단계(ST601)에서 VBUS 라인(210)이 +5 V가 아닌 것으로 검출되고, 단계(ST609)에서 VBUS 라인(210)에 전압강하도 발생하지 않은 것으로 검출된 경우에는 USB 인터페이스를 통해 어떠한 기기도 접속되지 않은 것으로 판단하는 것이 가능하며, 이 경우 바로 동작을 종료한다. 또한, 도 6에 도시된 과정은 타이머 인터럽트 방식이나 폴링 방식으로 수행될 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 USB 동작모드의 자동스위칭 방법을 도시하는 도면이다. 도 7의 실시예는 도 3의 실시예와 도 5의 실시예를 결합한 것으로서, 도 5의 실시예와 비교하면 단계(ST702)에서 VBUS 라인(210)에 전압강하가 검출되지 않은 경우("NO" 경우)에 도 7의 실시예에서는 데이터 라인(220, 230)의 상태를 검사(ST705)하기 이전에 특정의 시간(T2) 동안 VBUS 라인(210)에 +5 V가 인가된 상태로 유지(ST704)하는 점에 특징이 있으며, 도 7의 실시예에서 단계(ST704)의 동작은 도 3의 실시예에서 단계(ST301)에서의 전원인가 상태를 특정 시간(T1) 동안 유지하는 동작에 대응된다.
다만, 도 3의 실시예에서는 특정 시간(T1)을 버스파워형 디바이스 기기가 시스템 부팅을 하기에 충분한 정도로 설정하여야 하므로 T1 값을 상당히 긴 시간으로 설정하여야 하는 문제가 있다. 반면, 도 7의 실시예에서는 버스파워형 디바이스 기기는 단계(ST703)에서 먼저 검출하므로 단계(ST704) 이후에서는 셀프파워형 디바이스 기기와 호스트 기기만 검출하면 된다. 따라서, 도 7의 실시예에서는 셀프파워형 디바이스 기기에서 혹시라도 있을 수 있는 시간지연만 대기하면 되므로 상기 특정 시간(T2)를 상당히 짧게 설정하여도 무방하다. 즉, 셀프파워형 디바이스 기기 중에는 데이터 라인(220, 230)을 자신의 시스템 전압에 항상 풀-업시키는 장치와 VBUS 라인(210)을 검사하여 +5 V 전위가 확인되는 경우에만 데이터 라인(220, 230)을 풀-업시키는 장치가 혼재하므로, 셀프파워형 기기에 일반적으로 대응하기 위해서는 특정 시간(T2) 만큼 대기할 것이 요구되나 그 대기시간은 대단히 짧게 설정하더라도 무방하다.
한편, 도 7의 실시예에서 다른 부분은 앞서 도 5를 참조하여 전술하였던 내용과 대동소이하므로 반복하여 기술하지 않는다. 도 5의 실시예에서는 전류소모가 상대적으로 적은 셀프파워형 디바이스 기기의 검출이 다소 어렵다는 우려가 있으나, 도 7의 실시예에서는 단계(ST702)에서 디바이스 기기를 검출한 후에, 다시 단계(ST705)에서 셀프파워형 디바이스 기기만 특정하여 검출함으로써 전술한 바와 같은 우려가 전혀 없다는 장점이 있다. 응답속도에 있어서도, 도 7의 실시예는 도 3의 실시예와 비교하여 대기시간(T2)를 대기시간(T1)보다 상당히 짧게 설정할 수 있으므로 그 응답속도가 월등하며, 도 5의 실시예와 비교하여 상기 대기시간(T2) 만큼의 지연은 있으나 그 정도가 심하지 않다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 USB 동작모드의 자동스위칭 방법을 도시하는 도면이다. 도 8의 실시예는 도 3의 실시예와 도 6의 실시예를 결합한 것으로서, 도 6의 실시예와 비교하면 단계(ST809)에서 VBUS 라인(210)에 전압강하가 검출되지 않은 경우("NO" 경우)에 도 8의 실시예에서는 데이터 라인(220, 230)의 상태를 검사(ST812)하기 이전에 특정의 시간(T2) 동안 VBUS 라인(210)에 +5 V가 인가된 상태로 유지(ST811)하는 점에 특징이 있다. 도 8의 실시예에서 단계(ST811)의 동작은 도 7의 실시예에서 단계(ST704)의 동작에 대응하고, 따라서 도 8에서도 특정 시간(T2)의 값을 상당히 짧게 설정하여도 무방하며, 이로써 도 3의 실시예보다 훨씬 빠른 응답속도를 제공할 수 있다.
한편, 도 5 및 도 6을 참조하여 전술한 바와 같이, 도 7의 실시예와 도 8의 실시예는 사실상 동일한 메커니즘으로 동작하는 것으로서 단지 소프트웨어 흐름도로서의 표현에만 상이점을 갖는 것에 불과하다. 따라서, 도 4a 내지 도 4e를 참조하여 도시하였던 바, 회로적으로 구현하는 경우에는 사실상 동일한 것으로 판단할 수 있다.
본 발명의 실시예들은 다양한 컴퓨터로 구현되는 동작을 수행하기 위한 프로그램 명령을 포함하는 컴퓨터로 판독가능한 정보기록매체를 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터로 판독가능한 정보기록매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 정보기록매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 혹은 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터로 판독가능한 정보기록매체의 예에는 하드디스크, 플로피디스크, CD-ROM, DVD-ROM, 및 플래시메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 상기 정보기록매체는 프로그램 명령, 데이터 구조 등을 지정하는 신호를 전송하는 반송파를 포함하는 광 또는 금속선, 도파관 등의 전송매체일 수도 있다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어 지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용하여 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급언어 코드를 포함한다.
또한, 상기와 같은 USB 동작모드의 자동스위칭 방법을 채용하면 USB 장치에 단일의 USB 포트, 예컨대 디바이스용 리셉터클(130)을 마련하고서도 그 동작모드로서 호스트 모드와 디바이스 모드를 모두 지원가능하다. 즉, 상기 USB 장치를 컴퓨터 시스템과 접속시켜 USB 디바이스 장치(260)로서 동작시키는 것도 가능하고, 상기 USB 장치를 다른 USB 디바이스 장치와 접속시켜 USB 호스트 장치(250)로서 동작시키는 것도 가능하다. 다만, 상기 USB 장치를 호스트 장치(250)로서 동작시키기 위해서는 USB 케이블 말단의 호스트용 플러그(120)와 접속되어야 하는 바, 이를 위해 USB 포트의 기구적 구성을 특수하게 할 수도 있으나, 단순히 소위 젠더(gender)를 제공하여 해결할 수도 있다.
본 발명의 USB 동작모드의 자동스위칭 방법에 따르면 단일형식의 USB 포트를 사용하여 호스트 장치와 디바이스 장치를 선택적으로 모두 접속하여 사용할 수 있으며, 이를 통하여 휴대용 USB 장치를 보다 소형, 저가격으로 설계할 수 있다는 장점이 있다.
도 1은 USB 플러그와 USB 리셉터클의 기구 사양을 도시하는 도면.
도 2a와 도 2b는 USB 케이블의 라인 사양, 및 호스트 장치와 디바이스 장치 간의 USB 케이블 라인접속 사양을 도시하는 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 USB 동작모드의 자동스위칭 방법을 도시하는 도면.
도 4a 내지 도 4e는 본 발명의 실시예에 따른 전압강하 검출회로, USB 스위칭회로, VBUS 전위 생성회로, 동작전원 추출회로, 스위칭신호 생성회로의 상세구성을 도시하는 도면.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 USB 동작모드의 자동스위칭 방법을 도시하는 도면.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 USB 동작모드의 자동스위칭 방법을 도시하는 도면.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 USB 동작모드의 자동스위칭 방법을 도시하는 도면.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 USB 동작모드의 자동스위칭 방법을 도시하는 도면.

Claims (8)

  1. USB의 VBUS 라인에 특정 고전위를 인가하여 특정 시간(T1) 동안 상기 인가상태를 유지하고;
    USB의 데이터 라인을 검사하여 HIGH 레벨이면, USB 인터페이스와 호스트 신호라인이 접속되도록 하고, 호스트 모드 인터럽트를 발생시키고, USB 호스트 모드의 기기동작을 수행하며;
    상기 VBUS 라인에 인가된 특정 고전위를 제거한 후 상기 VBUS 라인을 검사하여 특정 고전위가 유지되면, 상기 VBUS 라인을 통해 제공되는 전력으로 기기 동작전원을 설정하고, USB 인터페이스와 디바이스 신호라인이 접속되도록 하고, USB 디바이스 모드의 기기동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 USB 동작모드의 자동스위칭 방법.
  2. USB의 VBUS 라인을 검사하여 상기 VBUS 라인 상의 전류흐름으로 인한 특정 임계치 이상의 전압강하가 발생한 것으로 검출되면, USB 인터페이스와 호스트 신호라인이 접속되도록 하고, 상기 VBUS 라인에 특정 고전위를 인가하고, 호스트 모드 인터럽트를 발생시키고, USB 호스트 모드의 동작을 수행하며;
    상기 VBUS 라인에 대해서 특정 고전위를 인가하지 않은 상태에서 상기 VBUS 라인을 검사하여 상기 특정 고전위인 경우에는, 상기 VBUS 라인을 통해 제공되는 전력으로 기기 동작전원을 설정하고, USB 인터페이스와 디바이스 신호라인이 접속되도록 하고, USB 디바이스 모드의 동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 USB 동작모드의 자동스위칭 방법.
  3. USB의 VBUS 라인을 검사하여 상기 VBUS 라인 상의 전류흐름으로 인한 특정 임계치 이상의 전압강하가 발생한 것으로 검출되거나 또는 상기 VBUS 라인에 대한 특정 고전위 인가상태를 특정 시간(T2) 동안 유지한 후 USB의 데이터 라인을 검사하여 HIGH 레벨이면, USB 인터페이스와 호스트 신호라인이 접속되도록 하고, 상기 VBUS 라인에 특정 고전위가 인가되도록 하고, 호스트 모드 인터럽트를 발생시키고, USB 호스트 모드의 동작을 수행하며;
    상기 VBUS 라인에 대해서 특정 고전위를 인가하지 않은 상태에서 상기 VBUS 라인을 검사하여 상기 특정 고전위인 경우에는, 상기 VBUS 라인을 통해 제공되는 전력으로 기기 동작전원을 설정하고, USB 인터페이스와 디바이스 신호라인이 접속되도록 하고, USB 디바이스 모드의 동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 USB 동작모드의 자동스위칭 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 USB 디바이스 모드의 동작을 수행하는 경우에, 상기 VBUS 라인이 특정 고전위가 유지되는지 여부를 지속적으로 검사하여, 상기 특정 고전위로 유지되는 경우에는 상기 USB 디바이스 모드의 동작을 유지하며, 상기 특정 고전위로 유지되지 않는 경우에는 자체전력으로 기기 동작전원을 설정하고 상기 USB 디바이스 모드의 동작을 중단하는 것을 특징으로 하는 USB 동작모드의 자동스위칭 방법.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 따른 USB 동작모드의 자동스위칭 방법을 구현하는 프로그램을 기록한 컴퓨터로 판독가능한 정보기록매체.
  6. USB 접속이 가능하고 USB 호스트 모드의 기기동작과 USB 디바이스 모드의 기기동작이 가능한 USB 장치로서,
    (1) 상기 USB 접속을 제공하는 USB 콘넥터;
    (2) 호스트 신호라인과 디바이스 신호라인을 선택적으로 상기 USB 콘넥터로 스위칭 접속하는 버스 스위치;
    (3) 상기 USB 장치의 동작전원을 설정하기 위한 전원설정부; 및
    (4) 상기 버스 스위치와 상기 전원설정부를 제어하고 상기 USB 장치의 기기동작을 제어하는 USB 콘트롤러로서, 상기 USB 콘넥터의 VBUS 라인에 상기 전원설정부로부터 특정 고전위를 인가하여 특정 시간(T1) 동안 상기 인가상태를 유지하고, ① 상기 USB 콘넥터의 데이터 라인이 HIGH 레벨이면, 상기 버스 스위치를 제어하여 상기 USB 콘넥터와 상기 호스트 신호라인이 접속되도록 하고 상기 USB 호스트 모드의 기기동작을 수행하며, ② 상기 USB 콘넥터의 VBUS 라인에 인가된 특정 고전위를 제거한 후 상기 VBUS 라인을 검사하여 특정 고전위가 유지되면, 상기 전원설정부를 제어하여 상기 VBUS 라인을 통해 제공되는 전력으로 기기 동작전원을 설정하고 상기 버스 스위치를 제어하여 상기 USB 콘넥터와 상기 디바이스 신호라인이 접속되도록 하고 상기 USB 디바이스 모드의 기기동작을 수행하는 USB 콘트롤러를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 USB 장치.
  7. USB 접속이 가능하고 USB 호스트 모드의 기기동작과 USB 디바이스 모드의 기기동작이 가능한 USB 장치로서,
    (1) 상기 USB 접속을 제공하는 USB 콘넥터;
    (2) 상기 USB 콘넥터의 VBUS 라인을 통한 전류흐름으로 인하여 특정 임계치 이상의 전압강하 발생 여부를 검출하기 위한 전압강하 센싱회로;
    (3) 호스트 신호라인과 디바이스 신호라인을 선택적으로 상기 USB 콘넥터로 스위칭 접속하는 버스 스위치;
    (4) 상기 USB 장치의 동작전원을 설정하기 위한 전원설정부; 및
    (5) 상기 전압강하 센싱회로와 상기 버스 스위치와 상기 전원설정부를 제어하고 상기 USB 장치의 기기동작을 제어하는 USB 콘트롤러로서, ① 상기 전압강하 센싱회로에 의해 전압강하가 검출되면, 상기 버스 스위치를 제어하여 상기 USB 콘넥터와 상기 호스트 신호라인이 접속되도록 하고 상기 USB 호스트 모드의 기기동작을 수행하며, ② 상기 USB 콘넥터의 상기 VBUS 라인에 특정 고전위가 인가되지 않은 상태에서 상기 VBUS 라인을 검사하여 특정 고전위인 경우에는, 상기 전원설정부를 제어하여 상기 VBUS 라인을 통해 제공되는 전력으로 기기 동작전원을 설정하고 상기 버스 스위치를 제어하여 상기 USB 콘넥터와 상기 디바이스 신호라인이 접속되도록 하고 상기 USB 디바이스 모드의 기기동작을 수행하는 USB 콘트롤러를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 USB 장치.
  8. USB 접속이 가능하고 USB 호스트 모드의 기기동작과 USB 디바이스 모드의 기기동작이 가능한 USB 장치로서,
    (1) 상기 USB 접속을 제공하는 USB 콘넥터;
    (2) 상기 USB 콘넥터의 VBUS 라인을 통한 전류흐름으로 인하여 특정 임계치 이상의 전압강하 발생 여부를 검출하기 위한 전압강하 센싱회로;
    (3) 호스트 신호라인과 디바이스 신호라인을 선택적으로 상기 USB 콘넥터로 스위칭 접속하는 버스 스위치;
    (4) 상기 USB 장치의 동작전원을 설정하기 위한 전원설정부; 및
    (5) 상기 전압강하 센싱회로와 상기 버스 스위치와 상기 전원설정부를 제어하고 상기 USB 장치의 기기동작을 제어하는 USB 콘트롤러로서, ① 상기 전압강하 센싱회로에 의해 전압강하가 검출되거나 또는 상기 VBUS 라인에 대한 특정 고전위 인가상태를 특정 시간(T2) 동안 유지한 후 상기 USB 콘넥터의 데이터 라인을 검사하여 HIGH 레벨이면, 상기 버스 스위치를 제어하여 상기 USB 콘넥터와 상기 호스트 신호라인이 접속되도록 하고 상기 USB 호스트 모드의 기기동작을 수행하며, ② 상기 USB 콘넥터의 상기 VBUS 라인에 특정 고전위가 인가되지 않은 상태에서 상기 VBUS 라인을 검사하여 특정 고전위인 경우에는, 상기 전원설정부를 제어하여 상기 VBUS 라인을 통해 제공되는 전력으로 기기 동작전원을 설정하고 상기 버스 스위치를 제어하여 상기 USB 콘넥터와 상기 디바이스 신호라인이 접속되도록 하고 상기 USB 디바이스 모드의 기기동작을 수행하는 USB 콘트롤러를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 USB 장치.
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