KR20150068701A - Power control apparatus for power on or off of usb device from host and method for operating the same - Google Patents

Power control apparatus for power on or off of usb device from host and method for operating the same Download PDF

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Abstract

The present invention relates to a power control apparatus for powering on or off an USB device which has a separate power source from a host, and to an operation method thereof. To this end, the power control apparatus of the present invention comprises: a receiving unit for receiving a power on/off signal for powering on or off an universal serial bus (USB) device, wherein the on/off signal is transmitted by being encoded from a host in relation to an USB device connected to the host; and a processing unit for decoding a power on/off signal and for generating a power control signal based on the decoding result in relation to the power control unit, and for transmitting to the power unit wherein a power on/off signal is transmitted by being included in a setup packet of a setup stage among setup stage, data stage, and status stage which are used in data transmission and reception between a host and a USB device.

Description

호스트로부터 유에스비 장치의 전원을 온 또는 오프시키기 위한 전원 제어 장치 및 이의 작동 방법{POWER CONTROL APPARATUS FOR POWER ON OR OFF OF USB DEVICE FROM HOST AND METHOD FOR OPERATING THE SAME}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power control apparatus for turning on / off the power supply of a USB device from a host,

본 발명은 호스트로부터 별도의 전원을 갖는 USB 장치를 켜거나 끌 수 있는 전원 제어 장치 및 이의 작동 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a power supply control device capable of turning on / off a USB device having a separate power source from a host and an operation method thereof.

USB(Universal Serial Bus) 장치는 4개의 선을 이용하여 호스트 컴퓨터와 연결된다. 이들 4개의 선 중 2개의 선은 전원(5V, 0V)이며 다른 2개의 선은 데이터+와 데이터- 이다. 이러한 USB 장치는 호스트에 연결되면 일련의 초기화 절차를 통하여 인식되고 그 후, 장치의 번호가 할당되어 통신이 가능하다. 또한, USB 장치는 수동적으로 응답하기만 한다. 이에 따라, 데이터를 쓸 때는 호스트에서 먼저 어느 장치에 데이터를 쓰는 것인지 토큰을 보내 주고 ACK을 받은 다음에 데이터를 쓰도록 되어 있다. 또한 USB 장치는 데이터를 읽을 때, 어느 장치로부터 데이터를 읽을 것인지 토큰을 보내 준 후에 ACK을 받고 나서 데이터가 수신되도록 되어 있다. 이러한 방식은 SD 카드와 비슷하나 USB에서는 다수의 장치가 HUB를 통해 연결될 수 있으므로 별도의 어드레싱이 필요하다는 것이 다르다. 하지만, USB 장치의 이러한 방식은 SD 카드 또한 버스 방식으로 연결되는 경우를 위해 어드레싱이 사용될 수도 있다.A USB (Universal Serial Bus) device is connected to a host computer using four wires. Two of these four lines are power (5V, 0V) and the other two are data + and data-. These USB devices are recognized through a series of initialization procedures when they are connected to the host, and then the devices are assigned numbers so that communication is possible. Also, the USB device only responds passively. Accordingly, when writing data, the host firstly sends a token to which device to write data, and then writes the data after ACK is received. In addition, when reading data, the USB device sends the token to which device to read the data, and receives the ACK after receiving the data. This method is similar to SD card, but in USB, many devices can be connected via HUB, so that separate addressing is required. However, such a method of the USB device may also be used for addressing when the SD card is also connected by a bus.

이러한 USB 장치는 1.5Mbps 속도의 Low-Speed, 12Mbps의 Full-Speed 장치, USB2.0에서 규격화된 480Mbps의 High-speed 장치, 그리고 USB3.0 규격에 의한 최대 5Gbps의 Super-Speed 장치로 나눌 수 있다. USB3.0 규격의 경우 5개의 핀이 추가되었다. 하지만 역호환성이 유지되도록 표준화되어 있어 기존의 장치 감지나 초기화 부분은 같이 사용된다. These USB devices can be divided into Low-Speed of 1.5Mbps, Full-Speed of 12Mbps, High-speed of 480Mbps standardized by USB2.0, and Super-Speed of up to 5Gbps by USB3.0 standard . For the USB3.0 standard, 5 pins were added. However, it is standardized to maintain backward compatibility so that existing device detection and initialization parts are used together.

이러한 스스로의 전원을 가지는 USB 장치(self-powered USB devices)의 경우, 보통 외부 전원을 사람이 켜거나 꺼주어야 한다. 대부분의 경우 사람이 전원을 켜는 것은 특별히 불편하지는 않으나, 원격으로 호스트에 접속한 경우에는 프로그램을 사용하여 외부 전원을 켜고 끄는 것이 필요하며 일반적인 장치도 USB 인터페이스를 통하여 외부 전원을 자동으로 켤 수 있다면 편리할 것이다.For self-powered USB devices with this self-powered USB devices, the external power source usually needs to be turned on or off. In most cases, it is not particularly inconvenient for a person to turn on the power, but if the host is connected to the host remotely, it is necessary to turn on / off the external power using the program, and if the external power is automatically turned on via the USB interface something to do.

이에 관련하여, 발명의 명칭이 "ＵＳＢ 호스트 장치 및 그 전원 관리 방법"인 한국공개특허 제2013-0074055호가 존재한다.In this regard, Korean Patent Laid-Open Publication No. 2013-0074055 titled " USB host device and its power management method "exists.

본 발명은 외부에 별도의 전원을 갖는 USB 장치가 USB 포트를 통해 호스트에 연결되어 있을 때, 호스트를 통한 USB 장치의 전원 온/오프를 가능케 하는 전원 제어 장치 및 이의 작동 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention provides a power control apparatus and a method of operating the same that enable power on / off of a USB device through a host when a USB device having a separate external power source is connected to a host via a USB port have.

또한, 본 발명은 호스트를 통해 USB 장치의 전원 온/오프 상태를 확인할 수 있는 전원 제어 장치 및 이의 작동 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.It is another object of the present invention to provide a power control apparatus and a method of operating the same that can confirm the power on / off state of a USB device through a host.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 전원 제어 장치는 호스트와 연결된 USB(Universal Serial Bus) 장치에 대해, 호스트에서 인코딩하여 전송한 USB 장치의 전원을 켜거나 끄기 위한 전원 온/오프 신호를 수신하는 수신부; 및 전원 온/오프 신호를 디코딩하고, 디코딩 결과를 근거로 전원부에 대한 전원 제어 신호를 생성하여 전원부로 송신하는 처리부를 포함하며, 전원 온/오프 신호는 호스트와 USB 장치간 데이터 송수신에 사용되는 SETUP 단계, DATA 단계 및 STATUS 단계 중, SETUP 단계의 SETUP 패킷에 포함되어 송신되는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a power control apparatus for a USB (Universal Serial Bus) device connected to a host, the power control device for receiving a power on / off signal for turning on and off a USB device ; And a processor for decoding the power on / off signal, generating a power control signal for the power unit based on the decoding result, and transmitting the power control signal to the power unit, wherein the power on / off signal includes a SETUP , The DATA step, and the STATUS step in the SETUP packet of the SETUP step.

또한, 처리부는, 수신부를 통해 상기 호스트로부터 전원부에 대한 상태 확인 요청을 수신하면, 전원부에 대한 상태 확인 후, 상태 확인 정보를 상기 호스트로 송신할 수 있다.In addition, when the processor receives the status check request from the host via the receiver, the processor may transmit the status check information to the host after checking the status of the power source.

또한, 상태 확인 요청 정보는, USB 제어 전달에 사용되는 SETUP 단계, DATA 단계 및 STATUS 단계 중, SETUP 단계의 SETUP 패킷에 포함되어 송신될 수 있다.In addition, the status check request information may be transmitted in the SETUP packet of the SETUP stage during the SETUP step, the DATA step, and the STATUS step, which are used for USB control delivery.

본 발명의 전원 제어 장치 및 이의 작동 방법에 따르면 외부에 별도의 전원을 갖는 USB 장치에 대해, 호스트를 통한 USB 장치의 전원 온/오프가 가능하여, USB 장치에 대해 전원선을 연결해둔 상태에서 필요한 경우에만 전원을 인가할 수 있으므로 전력 소비를 줄일 수 있고, 원격으로 호스트에 접속할 때 직접 USB 장치가 있는 곳까지 이동할 필요 없이 원격으로 USB 장치의 전원을 조작할 수 있는 장점을 갖는다.According to the power supply control device and the method of operating the same of the present invention, it is possible to turn on / off the power of the USB device through the host with respect to the USB device having a separate external power source, It is possible to reduce the power consumption and have an advantage that the power of the USB device can be operated remotely without moving to the place where the USB device is directly connected when the remote host is connected to the host.

또한, 본 발명의 전원 제어 장치 및 이의 작동 방법에 따르면 호스트를 통해 USB 장치의 전원 온/오프 상태를 확인할 수 있는 장점을 갖는다.In addition, according to the power control apparatus and the operation method of the present invention, the power on / off state of the USB device can be confirmed through the host.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 USB 장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전원 제어 장치의 블록도이다.
도 3은 제어 전달 통신에 이용되는 SETUP 단계의 흐름에 대한 도면이다.
도 4는 제어 전달 통신에 이용되는 DATA 단계의 흐름에 대한 도면이다.
도 5는 제어 전달 통신에 이용되는 STATUS 단계의 흐름에 대한 도면이다.
도 6은 USB 표준에 따른 SETUP 패킷의 구성을 나타내는 도표이다.
도 7은 USB 표준에 따른 SETUP 패킷의 내용을 나타내는 도표이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 전원 제어 장치의 작동 방법에 대한 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따라 호스트에서 USB 장치의 전원을 켜는 방법에 대한 흐름도이다.1 is a block diagram of a USB device according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram of a power control apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a flow diagram of a SETUP step used for control delivery communication.
Figure 4 is a flow diagram of the DATA step used for control delivery communication.
Figure 5 is a flow diagram of the STATUS step used for control delivery communications.
6 is a diagram showing a configuration of a SETUP packet according to the USB standard.
7 is a table showing contents of the SETUP packet according to the USB standard.
8 is a flowchart illustrating a method of operating the power control apparatus according to an embodiment of the present invention.
9 is a flowchart illustrating a method of turning on a USB device in a host according to an embodiment of the present invention.

본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
The present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings. Hereinafter, a repeated description, a known function that may obscure the gist of the present invention, and a detailed description of the configuration will be omitted. Embodiments of the present invention are provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art. Accordingly, the shapes and sizes of the elements in the drawings and the like can be exaggerated for clarity.

이하, 도 1 및 도 2를 참조로 본 발명의 실시예에 따른 USB 장치(10)에 대하여 설명하도록 한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 USB 장치(10)의 블록도이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 USB 장치(10)는 전원부(11), 인터페이스 처리부(12) 및 기능 처리부(13)를 포함하여 구성된다. 이하의 실시예에서, USB 장치(10)는 호스트 컴퓨터와 연결된 단자를 통한 전원 공급뿐만 아니라, 별도의 전원부를 통해 전원이 공급되어야 작동되는 USB 장치(10)를 나타낸다.Hereinafter, a USB device 10 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to Figs. 1 and 2. Fig. 1 is a block diagram of a USB device 10 according to an embodiment of the present invention. The USB device 10 according to an embodiment of the present invention includes a power supply unit 11, an interface processing unit 12, and a function processing unit 13. [ In the following embodiments, the USB device 10 represents a USB device 10 that is powered by a separate power source as well as a power supply via a terminal connected to the host computer.

전원부(11)는 본 발명의 USB 장치(10)에 전원을 공급하는 기능을 한다. 이러한 전원부(11)는 외부 전원 콘센트를 통해 또는 배터리를 통해 전원을 공급할 수 있다. 또한, 예를 들어, 스위치와 같은 전원 버튼을 통해 USB 장치(10)에 전원을 공급 또는 차단할 수 있다.The power supply unit 11 functions to supply power to the USB device 10 of the present invention. The power supply unit 11 can supply power through an external power outlet or through a battery. In addition, the USB device 10 can be powered on or off, for example, via a power button, such as a switch.

인터페이스 처리부(12)는 USB 장치(10)와 호스트(20)간의 연결을 담당한다. 즉, 인터페이스 처리부(12)는 예를 들어, 프린터와 같이 USB 선을 통해 호스트 컴퓨터와 연결되고, USB 프로토콜 처리를 통해 장치 인식 및 데이터 송수신을 처리하며 외부 전원을 통해 전원을 공급받는 USB 장치(10)와 소프트웨어 및 하드웨어적인 연결을 수행한다. The interface processing unit 12 is responsible for the connection between the USB device 10 and the host 20. That is, the interface processing unit 12 is connected to the host computer via a USB line, for example, a printer, processes the device recognition and data transmission / reception through the USB protocol process, and receives data from the USB device 10 ) And software and hardware connections.

또한, 인터페이스 처리부(12)는 본 발명의 전원 제어 장치(100)를 포함하여 구성될 수 있다. 이러한 전원 제어 장치(100)는 호스트를 통한 본 발명의 USB 장치(10)의 전원 온 또는 오프, 그리고 USB 장치(10)의 전원 켜짐 상태 여부를 판단하는 기능을 한다. 이를 위해, 본 발명의 전원 제어 장치(100)는 수신부(110), 처리부(120) 및 송신부(130)를 포함하여 구성될 수 있다.The interface processing unit 12 may be configured to include the power control apparatus 100 of the present invention. The power control device 100 functions to determine whether the USB device 10 of the present invention is powered on or off through the host and whether the USB device 10 is powered on. For this, the power control apparatus 100 of the present invention may include a receiving unit 110, a processing unit 120, and a transmitting unit 130.

수신부(110)는 호스트(20)와 연결된 USB 장치(10)에 대해, 호스트에서 인코딩하여 전송한 USB 장치(10)의 전원을 켜거나 끄기 위한 전원 온/오프 신호를 수신하는 기능을 한다. 즉, 수신부(110)는 호스트(20)에서 송신한 USB 장치(10)의 전원 인가 또는 차단 요청 신호를 수신하는 기능을 한다. 이러한 전원 온/오프 신호는 호스트(20)에서 만들어 USB 장치(10)로 송신된다. 즉, 호스트(20)와 USB 장치(10) 간의 데이터 송수신은 USB 데이터 송수신에 대한 표준에 따라, 제어 전달, 인터럽트 전달, 등시 전달 및 대량 전달(control transfer, interrupt transfer, isochronous transfer, bulk transfer)로 나누어지는데, 본 발명에서는 전원 신호의 전달을 위해 제어 전달(control transfer)을 사용한다. 여기서, 제어 전달은 일반적으로 SETUP 단계(stage), DATA 단계 및 STATUS 단계를 거쳐 이루어진다. 또한, 여기서 전원 온/오프 신호는 이들 단계 중 SETUP 단계의 SETUP 패킷을 통하여 송신될 수 있다. 이러한 SETUP 패킷에 대한 서술은 도 3 내지 7을 참조로 보다 상세히 이루어진다.The receiving unit 110 functions to receive a power on / off signal for turning on / off the power of the USB device 10 encoded by the host and transmitted to the USB device 10 connected to the host 20. That is, the receiving unit 110 receives the power-on or shut-off request signal of the USB device 10 transmitted from the host 20. This power on / off signal is sent from the host 20 to the USB device 10. That is, the data transmission / reception between the host 20 and the USB device 10 can be performed by control transfer, interrupt transfer, and isochronous transfer, bulk transfer according to a standard for USB data transmission / In the present invention, control transfer is used for transferring a power supply signal. Here, the control transfer is generally performed through the SETUP stage, the DATA stage, and the STATUS stage. Here, the power on / off signal may be transmitted through the SETUP packet of the SETUP stage among these steps. The description of this SETUP packet is made in more detail with reference to FIGS.

처리부(120)는 수신부(110)를 통해 수신한 전원 온/오프 신호를 근거로, USB 장치(10)의 전원을 온 또는 오프시키는 기능을 한다. 구체적으로, 처리부(120)는 먼저, 수신부(110)를 통해 수신한 전원 온/오프 신호를 디코딩한다. 즉, 처리부(120)는 디코딩 과정을 통해, 수신부(110)를 통해 수신한 신호가 전원 온/오프 요청 신호인지, 아니면 이하에서 언급되는 상태 확인 요청 신호인지를 판단할 수 있다. 그 후, 이러한 디코딩 결과를 근거로, 전원 온/오프 신호가 수신되면, 처리부(120)는 해당 신호가 전원 인가 요청인지 또는 전원 차단 요청인지를 더 판단한다. 그 후, 처리부(120)는 수신한 전원 인가 요청 또는 전원 차단 요청에 근거하여, 전원부에 대한 전원 제어 신호를 생성한다. 즉, 여기서 전원 제어 신호는 전원부(11)를 통한 전원 인가 또는 차단을 제어하는 신호이다. The processing unit 120 functions to turn on or off the power of the USB device 10 based on the power on / off signal received through the receiving unit 110. [ Specifically, the processing unit 120 first decodes the power on / off signal received through the receiving unit 110. That is, the processing unit 120 can determine whether the signal received through the receiving unit 110 is a power on / off request signal or a status check request signal described below through a decoding process. Thereafter, when the power on / off signal is received based on the decoding result, the processor 120 further determines whether the corresponding signal is a power application request or a power cut request. Thereafter, the processing unit 120 generates a power control signal for the power supply unit based on the received power supply request or the power supply cutoff request. That is, the power supply control signal is a signal for controlling power supply to the power supply unit 11 or interrupting the power supply.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따라, 호스트(20)에서 USB 장치(10)의 전원 인가 상태에 대한 확인을 원한다고 가정하자. 이 때, 호스트(20)는 USB 장치(10)로 전원부(11)에 대한 상태 확인 요청 신호를 송신한다. 이러한 상태 확인 요청 신호는 수신부(110)를 통해 본 발명의 전원 제어 장치(100)에서 수신된다. 이렇게 상태 확인 요청 신호를 수신하면, 처리부(120)는 전원부(11)에 대한 상태 확인 후, 상태 확인 정보를 호스트(20)로 송신한다. 즉, 처리부(120)는 USB 장치(10)에 전원이 인가되어 있는지 또는 차단되어 있는지를 확인한 후, 이에 대한 상태 확인 정보를 송신부(130)를 통해 호스트(20)로 송신한다. 여기서, 상태 확인 요청 신호 는 전원 온/오프 신호와 마찬가지로, SETUP 패킷에 포함되어 송신될 수 있으며, 전원의 상태 정보는 후속하는 DATA 단계의 DATAx 패킷에 의해 전달될 수 있다. 여기서, SETUP 패킷에 대한 서술은 이하에서 도 3 내지 도 7을 참조로 상세히 이루어지므로, 여기선 생략된다.Further, in accordance with another embodiment of the present invention, it is assumed that the host 20 desires to check the power-on state of the USB device 10. At this time, the host 20 transmits a status confirmation request signal to the power supply unit 11 via the USB device 10. [ The status check request signal is received by the power control apparatus 100 of the present invention through the receiving unit 110. [ Upon receipt of the status check request signal, the processing unit 120 transmits the status check information to the host 20 after checking the status of the power source unit 11. [ That is, the processing unit 120 checks whether the USB device 10 is powered on or off, and transmits the status confirmation information to the host 20 through the transmission unit 130. [ Here, the status check request signal may be included in the SETUP packet and transmitted in the same manner as the power ON / OFF signal, and the status information of the power source may be transmitted by the DATAx packet of the following DATA stage. Here, the description of the SETUP packet will be made in detail with reference to FIG. 3 to FIG. 7 below, and is omitted here.

상술한 본 발명의 전원 제어 장치(100)는 전원부(11)를 통해 전원이 공급되는 것이 아닌 USB 버스에서 공급되는 전류를 이용한다. 즉, 본 발명의 전원 제어 장치(100)는 USB 버스에서 제공하는 전원(5V,0V)를 사용하므로, USB 장치(10) 의 최소 영역만 전원을 공급하고 호스트에서는 특별히 정의된 패킷을 USB 장치(10)에 보냄으로써 전원을 켜거나 끄도록 하는 것이 가능하다. 이를 통해, USB 장치(10)에 전원이 인가되어 있지 않더라도, USB 포트를 통해 USB 장치(10)의 전원의 인가가 가능하다. 또한 USB 장치(10)에 전원이 인가된 상태에서도, 전원부(11)를 이용하는 것이 아닌 USB 포트를 이용하므로, 전원부(11)의 효율적인 운용이 가능하게 된다. The power supply control apparatus 100 of the present invention uses the current supplied from the USB bus rather than the power supply via the power supply unit 11. That is, since the power control device 100 of the present invention uses the power (5 V, 0 V) provided by the USB bus, only the minimum area of the USB device 10 is powered up, 10 to turn the power on or off. Accordingly, even if power is not applied to the USB device 10, power of the USB device 10 can be applied through the USB port. Also, since the USB port is used instead of the power supply unit 11 even when the USB device 10 is powered, efficient operation of the power supply unit 11 becomes possible.

일반적으로 USB 장치는 자신이 완전히 준비가 된 상태에서 자신의 존재를 호스트에 알리기 위해 풀-업(pull-up) 저항을 인에이블시킨다. 따라서, 상술한 외부 전원을 제어하는 동작은 USB 장치(10)가 준비되기 전에 이루어지게 된다. USB 장치(10)의 일부에만 USB 버스에서 공급하는 전원을 사용하는 것은, 이더넷(Ethernet)에서 Wake on LAN 기능을 구현하기 위해 칩의 최소영역만 전원을 공급하여 특정 패턴이 입력되는 것을 감시하는 것과 비슷하다. 여기서, Wake on LAN 기능은 이더넷에 연결된 PC를 특별히 정의된 매직 패킷을 사용하여 켜는 기능을 의미한다.Generally, a USB device enables a pull-up resistor to notify the host of its presence in its fully-ready state. Therefore, the above-described operation for controlling the external power source is performed before the USB device 10 is prepared. The use of the power supplied from the USB bus to only a part of the USB device 10 means that power is supplied to the minimum area of the chip in order to implement the Wake on LAN function in Ethernet, Similar. Here, the Wake on LAN function means that the PC connected to the Ethernet is turned on using a specially defined magic packet.

또한, USB는 고속통신을 위한 차동직렬 선을 사용한다. 그러므로, USB에서 전원을 켜거나 끄게하는 신호를 전달하기 위해, D+, D- 선에 다른 것을 연결하는 것은 바람직하지 않다는 것이 이해되어야 한다. In addition, USB uses a differential series line for high-speed communication. Therefore, it should be understood that it is not desirable to connect anything else to the D +, D-line in order to transmit a signal to turn the power on or off at the USB.

마지막으로, USB 장치(10)에 포함된 기능 처리부(13)는 실질적인 USB 장치(10)의 기능 즉, 예를 들어 프린터의 경우 호스트 컴퓨터에서 보내 준 데이터 예를 들어, Postscript, PCL 등을 출력하는 기능을 한다.
Finally, the function processing unit 13 included in the USB device 10 outputs the function of the USB device 10, that is, the data sent from the host computer in the case of the printer, for example, Postscript, PCL, Function.

이하 도 3 내지 도 7을 참조로, 본 발명의 USB 장치와 호스트간 송수신되는 SETUP 패킷을 더 서술한다. 도 3은 제어 전달 통신에 이용되는 SETUP 단계의 흐름에 대한 도면이다. 도 4는 제어 전달 통신에 이용되는 DATA 단계의 흐름에 대한 도면이다. 도 5는 제어 전달 통신에 이용되는 STATUS 단계의 흐름에 대한 도면이다. 도 6은 USB 표준에 따른 SETUP 패킷의 구성을 나타내는 도표이다. 도 7은 USB 표준에 따른 각 요구(bRequest)에 대한 SETUP 패킷의 내용을 나타내는 도표이다.3 to 7, the SETUP packet transmitted and received between the USB device and the host of the present invention will be further described. 3 is a flow diagram of a SETUP step used for control delivery communication. Figure 4 is a flow diagram of the DATA step used for control delivery communication. Figure 5 is a flow diagram of the STATUS step used for control delivery communications. 6 is a diagram showing a configuration of a SETUP packet according to the USB standard. 7 is a table showing contents of a SETUP packet for each request (bRequest) according to the USB standard.

앞서 언급한 바와 같이, USB 장치와 호스트간의 제어 전달 통신은 SETUP, DATA 그리고 STATUS 단계를 거친다. 이들 단계 중, 본 발명의 전원 제어 장치는 SETUP 단계에서 송신 되는 SETUP 패킷에 해당 데이터를 추가하여 전원 관련 명령 전달 기능을 수행할 수 있으며, 전원 상태 확인은 후속하는 DATA 입력 단계를 사용할 수 있다. 즉, 본 발명을 통해 이루어지는 제어 전달은 SETUP 단계만으로 처리가 가능하다. 이러한 SETUP 단계는 도 3에 도시된 바와 같이, SETUP 패킷과 선택적인 DATA(DATA0) 패킷 그리고 ACK 패킷으로 구성된다. 여기서, DATA 입력 단계는 도 4의 윗부분에 도시된 바와 같이 호스트에서 보내 주는 IN 패킷과 장치에서 보내 주는 DATAx(x=0또는1) 또는 STALL, NAK 패킷, 그리고 다시 호스트에서 보내 주는 ACK 패킷으로 구성된다. 그리고, 데이터 입력 단계가 있는 경우에는 STATUS 단계도 포함해야 하는데 도 5에 나타난 바와 같이 호스트가 STATUS 패킷을 보낸 후 길이가 0인 DATA 패킷을 보내고, 장치(USB device)가 ACK를 보내게 되어 있다. 전달될 데이탸의 양이 많은 경우 최대 패킷 크기에 맞추어 중간에 많은 수의 데이터 전달 단계를 거치며 마지막에 STATUS 단계는 한 번 처리된다.As mentioned earlier, the control transfer communication between the USB device and the host goes through the SETUP, DATA and STATUS stages. Among these steps, the power control apparatus of the present invention can perform a power-related command transfer function by adding corresponding data to the SETUP packet transmitted in the SETUP step, and the power state check can use a subsequent DATA input step. That is, the control delivery through the present invention can be processed only by the SETUP step. This SETUP step consists of a SETUP packet, an optional DATA (DATA0) packet and an ACK packet, as shown in FIG. 4, the DATA input step includes an IN packet sent from the host and a DATAx (x = 0 or 1) sent from the device or a STALL and a NAK packet sent from the host, and an ACK packet sent back from the host, as shown in the upper part of FIG. do. If there is a data input step, the STATUS step should be included. As shown in FIG. 5, the host sends a DATA packet having a length of 0 after sending the STATUS packet, and the USB device sends an ACK. If there is a large amount of data to be transmitted, a large number of data transmission steps are performed in accordance with the maximum packet size, and the STATUS step is processed once at the end.

또한, 이러한 SETUP 패킷은 도 6에 도시된 것처럼 구성될 수 있다. 도 6에서, bmRequestType은 제어의 방향과 종류, 상대를 나타낸다. bRequest는 실제 제어의 내용을 나타내며 이들 각 속성에 대한 내용은 도 6 및 도 7에 상세히 도시된다.Also, this SETUP packet can be configured as shown in FIG. In Fig. 6, bmRequestType indicates the direction and type of control, and the opponent. The bRequest represents the contents of the actual control, and the contents of these attributes are shown in detail in Figs. 6 and 7.

전원부를 포함하는 장치의 전원 온과 오프를 위해 RequestType에서 vendor specific한 명령을 정의할 수도 있고 표준에 반영한다면 Standard 타입에 정의할 수도 있다. Standard 타입으로 정의할 경우는 이미 정의되어 있는 bRequest 값 외의 값을 추가하면 된다. 예를 들어 추가되는 명령을 POWER_ON(0xF0)과 POWER_OFF(0xF1)와 같이 정의하고 나머지 값은 0으로 할 수도 있다.You can define a vendor specific command in the RequestType for power on and off of a device that contains a power supply, or you can define it in the Standard type if it is reflected in the standard. To define a standard type, add a value other than the bRequest value that is already defined. For example, the added command can be defined as POWER_ON (0xF0) and POWER_OFF (0xF1), and the remaining values can be set to zero.

마찬가지로 호스트에서 USB 장치의 자체 전원의 온/오프 상태를 알기 위해 별도의 새로운 bRequest SETUP 명령을 정의하여(예를 들면 GET_POWER_STATUS(0xF2)) USB 장치에 보내고 IN 토큰을 통해 USB 장치로부터 자체 전원의 상태를 읽어내는 방법이 가능하다(Vendor specific한 request를 사용할 수도 있다).Likewise, the host sends a new bRequest SETUP command (for example, GET_POWER_STATUS (0xF2)) to the USB device to determine the on / off status of the USB device's own power, It is possible to read (Vendor specific request can be used).

위와 같이 SETUP 패킷을 통해 호스트에서 USB 장치로 별도의 전원을 켜거나 끄도록 하는 메시지를 보내 주면 USB 장치의 칩은 전원부에 신호를 전달하여 전원을 켜거나 끄게 할 수 있다. 이러한 동작은 USB 버스 파워로 동작하는 프로세서를 통해 할 수도 있고 별도 회로를 구현하여 할 수도 있으나 별도로 간단한 회로를 구성하는 것이 전력소모에 있어 훨씬 효율적이고 구현도 간단하다. USB 장치의 외부 전원은 디지털 신호를 통해 켜거나 끄는 것이 가능해야 한다. 이러한 켜거나 끄는 과정은 예를 들어, 릴레이 또는 파워 스위치를 사용하여 구현 가능하다. If the host sends a message to turn on / off the power to the USB device through the SETUP packet as described above, the chip of the USB device can transmit the signal to the power unit to turn on / off the power. This operation can be done through a processor that operates with USB bus power or by implementing a separate circuit, but it is much more efficient and simple to implement in order to configure a simple circuit separately. The external power supply of the USB device must be able to turn on or off via the digital signal. This on / off procedure can be implemented using, for example, a relay or a power switch.

위에 설명한 최소 기능을 위해서 별도의 디지털 회로를 구현하여 처리하는 경우, 이 회로는 앞에 설명된 전원 온/오프 SETUP 패킷을 디코딩하여 시스템 전원을 제어하기 위한 신호를 발생하고 전원 온/오프 상태를 알기 위한 SETUP 패킷을 디코딩하여 ACK 신호로 응답하고, 뒤따르는 IN 패킷에 응답하여 DATA0 패킷을 통해 응답을 해 준 후, STATUS 패킷과 길이가 0인 데이터 패킷에 응답하여 ACK을 올려 보내주는 기능만 하면 된다. 최근의 좀 더 복잡한 USB 장치의 경우에는 자신의 초기화가 다 끝난 후에 풀-업 저항을 인에이블 시킴으로써 호스트에게 자신의 존재를 알리는 경우도 많다. USB 장치가 연결되어 있으나 전원이 켜 있지 않은 경우에는 풀-업 저항이 인에이블되어 있지 않고 어떤 종류(low-speed/full-speed/high-speed/super-speed)인지 알 수 없는 상태에서 전원을 켜야 한다. When a separate digital circuit is implemented and processed for the minimum function described above, this circuit generates a signal for controlling the system power by decoding the power on / off SETUP packet described above, It responds with an ACK signal, decodes the SETUP packet, responds with a DATA0 packet in response to a subsequent IN packet, and then sends a STATUS packet and an ACK in response to a data packet having a length of zero. In recent, more complicated USB devices, it is often the case that the host is informed of its existence by enabling a pull-up resistor after the completion of its initialization. If the USB device is plugged in but is not powered on, the power is not available when the pull-up resistor is not enabled and it is not known what kind (low-speed / full-speed / high-speed / super-speed) I have to turn it on.

따라서 USB 호스트는 low-speed를 가정하여 링크 속도를 설정한 후 POWER_ON 명령을 보내보고 ACK가 있으면 전원이 켜진 것을 알 수 있고 ACK가 없는 경우는 다시 full-speed를 가정하여 링크 속도를 설정한 후 POWER_ON 명령을 보내어 ACK가 있으면 전원이 켜진 것을 알 수 있다. USB 장치에서도 단순한 부착 상태에서도 이러한 것이 가능하도록 최소기능을 구현해 두어야 한다. 또한, high-speed나 super-speed인 경우에는 별도의 프로토콜을 통해 속도를 올리게 된다. 전원을 끄는 경우는 어떤 장치가 연결되어 있는지 알고 있으므로 보통의 절차를 완료한 후에 마지막으로 POWER_OFF 패킷을 보내면 되고 GET_POWER_STATUS로 확인을 할 수도 있다.
Therefore, the USB host assumes low-speed, sets the link speed, and sends POWER_ON command. If there is ACK, it knows that the power is turned on. If there is no ACK, it sets the link speed again assuming full- If an ACK is sent by sending a command, the power is turned on. You should implement the minimum functionality to enable this even in simple attachments on USB devices. Also, in case of high-speed or super-speed, the speed is increased through a separate protocol. If you turn off the power, you know which device is connected, so you can send the last POWER_OFF packet after completing the normal procedure and check with GET_POWER_STATUS.

이하 도 8을 참조로, 본 발명의 일 실시예에 따른 전원 제어 장치의 작동 방법을 서술한다. 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 전원 제어 장치의 작동 방법에 대한 흐름도이다. 이하의 서술에서 도 1 내지 도 7을 참조로 서술한 사항과 중복되는 부분은 명세서의 명료함을 위해 생략된다.Hereinafter, a method of operating the power control apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 8 is a flowchart illustrating a method of operating the power control apparatus according to an embodiment of the present invention. In the following description, parts overlapping with those described with reference to Figs. 1 to 7 are omitted for clarity of description.

상술한 바와 같이, 본 발명의 전원 제어 장치는 크게 2가지 실시예로 활용될 수 있다. 이들 실시예 중 제 1 실시예는 본 발명의 전원 제어 장치를 통해, 호스트에서 USB 장치의 전원을 인가 또는 차단하는 것이고, 제 2 실시예는 본 발명의 전원 제어 장치를 통해, 호스트에서 USB 장치의 전원 여부를 판단하는 것이다. 이하의 서술에서 S801 단계 부터 S804 단계는 제 1 실시예에 해당하고, S805 단계 부터 S808 단계는 제 2 실시예에 해당한다. 또한, 이하에서 언급되는 USB 장치는 전원부를 포함하여, 전원부로부터 공급되는 전류 또는 전압을 통해 구동되는 장치를 의미한다.As described above, the power supply control apparatus of the present invention can be largely utilized as two embodiments. In the first embodiment of these embodiments, the power source of the USB device is turned on or off by the host through the power source control device of the present invention. In the second embodiment, the power source of the USB device It is judged whether or not the power is supplied. In the following description, steps S801 to S804 correspond to the first embodiment, and steps S805 to S808 correspond to the second embodiment. In addition, the USB device mentioned below refers to a device including a power supply unit and driven through a current or voltage supplied from a power supply unit.

호스트(20)에서 USB 장치의 전원을 온 또는 오프시킬 때, 먼저, 호스트(20)에 의해 전원 제어 장치(100)로 인코딩하여 전송한 전원 온/오프 신호를 송신하는 단계(S801)가 수행된다. 여기서, 전원 온/오프 신호는 위에서 언급한 것처럼, SETUP 패킷에 포함되어 송신되는 신호로서, USB 장치의 전원 인가 또는 전원 차단을 요청하는 신호이다. 또한, SETUP 패킷에 대한 것은 도 3 내지 도 7을 참조로 상세히 언급되었으므로, 여기서 이에 대한 추가적인 서술은 생략한다.When the host 20 turns on or off the USB device, the step S801 of transmitting the power on / off signal encoded and transmitted by the host 20 to the power control device 100 is first performed . As described above, the power on / off signal is a signal transmitted in the SETUP packet and requesting the USB device to be powered on or off. In addition, since the SETUP packet has been described in detail with reference to FIG. 3 to FIG. 7, a further description thereof will be omitted.

그 후, 전원 제어 장치(100)에서 S801 단계에서 수신한 전원 온/오프 신호를 디코딩하는 단계(S802)가 수행된다. S802 단계에서는 S801 단계에서 수신한 신호를 디코딩하여, 이 신호가 전원 온/오프 신호인지 상태 확인 요청 신호인지를 판단한다. 이러한 판단 결과, 신호가 전원 온/오프 신호로 판단되면, 신호에 대응하는 전원 온 또는 오프를 위한 전원 제어 신호를 생성한다.Thereafter, the power control apparatus 100 performs step S802 of decoding the power on / off signal received in step S801. In step S802, the signal received in step S801 is decoded to determine whether the signal is a power ON / OFF signal or a status check request signal. If it is determined that the signal is a power on / off signal as a result of the determination, a power control signal for power on or off corresponding to the signal is generated.

그 후, 전원 제어 신호를 전원부로 송신하여, 해당 전원 온 또는 오프 과정(S803)을 수행한다. 앞서 언급한 것처럼, 전원 제어 신호는 전원부를 통한 전원 인가 또는 차단을 제어하는 신호이다. 이렇게 전원 제어 신호를 통하여 전원부에 대한 전원 인가 또는 차단을 수행한 후, 전원 제어 장치(100)에서 호스트(20)로 ACK 패킷을 송신하는 단계(S804)가 수행된다.Thereafter, the power supply control signal is transmitted to the power supply unit, and the power-on or power-off process (S803) is performed. As mentioned above, the power supply control signal is a signal for controlling power supply to or from the power supply. After the power is turned on or off through the power control signal, the ACK packet is transmitted from the power control apparatus 100 to the host 20 (S804).

또한, 다른 실시예에 따라, 호스트(20)에서 USB 장치의 전원 인가 여부를 확인할 때, 먼저 호스트(20)에서 전원 제어 장치(100)로 인코딩하여 전송한 상태 확인 요청 신호를 송신하는 단계(S805)가 수행된다. S805 단계에서 상태 확인 요청 신호는 앞서 S801 단계에서 언급된 전원 온/오프 신호와 마찬가지로, SETUP 패킷에 포함되어 송신된다. 또한, SETUP 패킷에 대한 것은 도 3 내지 도 7을 참조로 상세히 언급되었으므로, 여기서 이에 대한 추가적인 서술은 생략한다.According to another embodiment, when the host 20 checks whether the USB device is powered on, the host 20 first transmits a status confirmation request signal that is encoded and transmitted from the host 20 to the power control device 100 (S805 ) Is performed. In step S805, the status check request signal is included in the SETUP packet and transmitted in the same manner as the power on / off signal described previously in step S801. In addition, since the SETUP packet has been described in detail with reference to FIG. 3 to FIG. 7, a further description thereof will be omitted.

그 후, 수신한 상태 확인 요청 신호를 디코딩한 후(S806), 전원부를 통해 USB 장치에 전원이 온 또는 오프인지에 대한 상태 판단이 수행된다(S807). S807 단계에서, 상태 판단이 완료되면, 이에 대한 정보를 다시 호스트(20)로 송신한다(S808). 그 후 호스트(20)에서 STATUS 패킷과 함께 길이가 0인 데이터 패킷이 오게 되면 ACK 신호로 응답해 준다.Thereafter, the received state confirmation request signal is decoded (S806), and a state determination as to whether the USB device is powered on or off is performed through the power source unit (S807). In step S807, when the status determination is completed, information on the status is transmitted to the host 20 again (S808). Thereafter, when the host 20 receives a STATUS packet and a data packet of length 0, it responds with an ACK signal.

본 발명에 따른 호스트에서 USB 장치의 자체 전원을 켜는 방법은 도 9와 같다. 일반적으로 USB 장치는 여러 개의 포트 중에서 어떤 포트에 어떠한 장치가 연결되면, 그것을 감지한 후 해당 포트에 파워를 추가한 후 어떤 장치인지 알아낸다. 이러한 과정 이후, USB 장치는 해당 장치에 reset을 명령을 보내고 다시 해당 장치가 무슨 장치인지 Configuration descriptor, Device descriptor, Interface descriptor, Endpoint descriptor들을 판독하게 된다. 이러한 판독 과정을 거쳐 각 인터페이스를 해당하는 드라이버에 연결하는 작업을 수행한다. 여기서, Configuration descriptor는 자체 power, 즉 자가-전원을 가진 장치인지 나와 있지만, 본 발명은 해당 USB 장치가 자가-전원이 있는지도 모르는 상태에서 동작하는 것이므로 플러그-앤-플레이(plug-and-play) 개념이 아니라 주로 원격으로 특정 장치의 전원을 켜고 끄는 것을 목적으로 한다. 이를 위해, 본 발명에 따른 호스트에서 USB 장치의 자체 전원을 켜는 방법은 도 9에 도시된 처리 과정을 통해 수행된다.A method of turning on the USB device itself in the host according to the present invention is shown in FIG. Generally, a USB device detects which device is connected to which port among multiple ports, detects power, adds power to the port, and finds out what device is connected. After this process, the USB device sends a reset command to the device, and then the configuration descriptor, the device descriptor, the interface descriptor, and the endpoint descriptor of the device are read. Through this reading process, each interface is connected to the corresponding driver. Here, although the configuration descriptor is a device having its own power, that is, a self-powered device, the present invention operates in a state in which the USB device does not know whether there is a self-power source, so that a plug- But mainly to remotely power on and off certain devices. To this end, the method for turning on the USB device itself in the host according to the present invention is performed through the process shown in FIG.

또한, 상술한 것처럼, USB 장치가 연결되어 있으나 전원이 켜 있지 않은 경우에는 연결된 USB가 어떤 종류인지 즉, low-speed, full-speed, high-speed ,super-speed 중 어느 것인지 알 수 없는 상태에서 전원을 켜야 한다. 따라서, 호스트는 먼저, low-speed를 가정하여 링크 속도를 설정한 후 POWER_ON 패킷을 전원 제어 장치로 송신한다.As described above, when the USB device is connected but the power is not turned on, it is not possible to determine what kind of USB is connected, that is, whether it is low speed, full speed, high speed or super speed The power must be turned on. Therefore, the host first sets the link speed on the assumption of low-speed, and then transmits the POWER_ON packet to the power control device.

그 후, ACK 신호의 수신 여부를 판단하는 단계(S902)가 수행된다. S902 단계에서, ACK 신호를 수신하였다고 판단되면 제어는 S906 단계로 전달되어 USB 디바이스가 부착되고 전원이 켜졌다고 판단한다. 그렇지 않다면 단계는 S903 단계로 전달한다.Thereafter, step S902 of determining whether or not the ACK signal is received is performed. If it is determined in step S902 that the ACK signal is received, control passes to step S906 to determine that the USB device is attached and the power is turned on. Otherwise, step S903 is reached.

S903 단계는 ACK 신호를 수신하지 못할 때 수행되는 단계로서, full-speed를 가정하여 링크 속도를 설정한 후 POWER_ON 패킷을 전원 제어 장치로 송신하는 단계이다.Step S903 is a step performed when the ACK signal is not received. The step S903 is a step of setting a link speed on the assumption of a full-speed and transmitting a POWER_ON packet to a power control device.

그 후, ACK 신호의 수신 여부를 판단하는 단계(S904)가 수행된다. S904 단계에서, ACK신호를 수신하였다고 판단되면, 제어는 S906 단계로 전달되어, USB 디바이스가 부착되고 전원이 켜졌다고 판단하게 된다. 그렇지 않다면, 제어는 S905 단계로 전달된다. Thereafter, step S904 of determining whether or not the ACK signal is received is performed. If it is determined in step S904 that the ACK signal has been received, control passes to step S906, where it is determined that the USB device is attached and the power is turned on. Otherwise, control passes to step S905.

S905 단계는 USB 장치가 high-speed 또는 super-speed인지의 판단을 위해, 별도의 프로토콜을 통해 속도를 더 올리게 된다. 속도 증가를 통해 ACK 신호를 수신하게 되면, 제어는 S906 단계로 전달되고, 그렇지 않다면 디바이스의 부착 여부를 알 수 없음으로 판단하게 된다.In step S905, the USB device is speeded up through a separate protocol to determine whether the USB device is high-speed or super-speed. If the ACK signal is received through the increase in speed, the control is passed to step S906. Otherwise, it is determined that the device is not attached.

또한, 전원을 끄는 경우는 어떤 장치가 연결되어 있는지 알고 있으므로 보통의 절차를 완료한 후에 마지막으로 POWER_OFF 패킷을 보내면 되고 GET_POWER_STATUS로 확인을 할 수도 있다.
Also, if you turn off the power, you know which device is connected, so you can send the last POWER_OFF packet after completing the normal procedure and check it with GET_POWER_STATUS.

이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적의 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.As described above, an optimal embodiment has been disclosed in the drawings and specification. Although specific terms have been employed herein, they are used for purposes of illustration only and are not intended to limit the scope of the invention as defined in the claims or the claims. Therefore, those skilled in the art will appreciate that various modifications and equivalent embodiments are possible without departing from the scope of the present invention. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

10 : USB 장치 100 : 전원 제어 장치
110 : 수신부 120 : 처리부
130 : 송신부10: USB device 100: Power control device
110: Receiving unit 120:
130:

Claims (1)

호스트와 연결된 USB(Universal Serial Bus) 장치에 대해, 상기 호스트에서 인코딩하여 전송한 상기 USB 장치의 전원을 켜거나 끄기 위한 전원 온/오프 신호를 수신하는 수신부; 및
상기 전원 온/오프 신호를 디코딩하고, 디코딩 결과를 근거로 전원부에 대한 전원 제어 신호를 생성하여 상기 전원부로 송신하는 처리부를 포함하며, 상기 전원 온/오프 신호는 상기 호스트와 상기 USB 장치간 데이터 송수신에 사용되는 SETUP 단계, DATA 단계 및 STATUS 단계 중, SETUP 단계의 SETUP 패킷에 포함되어 송신되는 것을 특징으로 하는, 전원 제어 장치.A receiving unit for receiving a power on / off signal for turning on / off the power of the USB device encoded and transmitted from the host to a universal serial bus (USB) device connected to the host; And
And a processor for decoding the power on / off signal, generating a power control signal for the power unit based on the decoding result, and transmitting the power control signal to the power unit, wherein the power on / Is included in the SETUP packet of the SETUP step during a SETUP step, a DATA step, and a STATUS step, which are used for the power control device.
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