KR20170017784A - 급전 시스템 및 급전 제어 방법 - Google Patents

급전 시스템 및 급전 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 USB 전력 전달 표준을 준수하는 디바이스들 사이의 더욱 안전한 접속들을 보장한다. 실시예에서, 급전 시스템(1)은 복수의 전원 전압들 중 하나를 선택하고 USB 인터페이스를 통해 급전 동작을 수행하고, 급전 시스템은, 보안 정보를 보유하는 보안 제어기(38)를 포함하는 USB 케이블(30); 및 USB 케이블(30)에 접속되고, 인증자 제어기(14)를 포함하고 - 인증자 제어기(14)는 USB 케이블(30)로부터 수신된 보안 정보를 이용하여 USB 케이블(30)을 인증함 -, 복수의 전원 전압들 중 하나를 선택하는 전압 선택 신호를 수신하고, 전압 선택 신호에 기초하여 급전 동작을 수행하는 호스트(10)를 포함한다. 호스트(10)는, 인증이 성공적으로 수행되었을 때, 전압 선택 신호에 기초하여 급전 동작을 수행한다.

Description

급전 시스템 및 급전 제어 방법{POWER FEEDING SYSTEM AND POWER FEED CONTROL METHOD}
본 발명은 급전 시스템 및 급전 제어 방법에 관한 것이며, 예를 들어 USBPD 표준에서 설정된 복수의 전원 전압들(power supply voltages) 중 하나를 선택하고 급전 동작을 수행하는 급전 시스템 및 급전 제어 방법에 관한 것이다.
최근에, 개인용 컴퓨터들, 스마트폰들, 및 태블릿 단말들과 같은 많은 전자 디바이스들은 유니버설 직렬 버스(USB) 인터페이스를 포함한다. 이 전자 디바이스들은 USB 인터페이스를 통해 다른 전자 디바이스들과 데이터 통신들을 수행할 수 있고, 다른 전자 디바이스들로부터 전력을 수신할 수 있다.
USB 전력 전달(이하, USBPD로서 지칭될 것임) 표준의 도입부에 따르면, 복수의 전원 전압들이 하나의 전원 라인에 선택적으로 공급되었다(유니버설 직렬 버스 전력 전달 규격 리비전 2.0, 버전 1.1(2015년 5월 7일)). USBPD 표준에서는, 급전 방향이 고정되어 있지 않고, USB 호스트, USB 허브, 배터리 충전기 및 케이블과 같이 USBPD 시스템을 구성하는 각각의 컴포넌트는, 통신 파트너에 따라, 전원 라인을 통해 전력을 공급하는 소스 측 디바이스(전원 전압을 공급하는 디바이스), 또는 전원 라인을 통해 전력을 수신하는 싱크 측 디바이스(전원 전압을 수신하는 디바이스)가 된다.
USBPD 디바이스는, 예를 들어, 통신 파트너에 따라 5V, 12V 및 20V의 전원 전압들 중 하나를 선택하고, 선택된 전원 전압을 전원 라인을 통해 통신 파트너에게 공급한다. 또한, USBPD 디바이스들을 접속시키는 케이블에서는, ID 칩을 장착하기 위한 규격이 표준화되어 있다(유니버설 직렬 버스 타입-C 케이블 및 커넥터 규격 리비전 1.1(2015년 4월 3일)). ID 칩은 케이블에 관한 규격 정보, 예컨대 전류 용량, 그 성능 및 벤더 인식 정보를 그 위에 저장한다. 이러한 케이블은 전자적으로 마킹된 케이블(Electronically Marked Cable)(E-마킹된 케이블)로 칭해진다.
케이블에 관한 규격 정보는, 시퀀스의 시작을 표시하는 패킷 시작(Start Of Packet)(SOP') 패킷과 함께, 케이블 상에 장착된 ID 칩으로부터 USBPD 디바이스로 보고된다. SOP' 패킷은 USBPD 디바이스의 소스 측 디바이스에 의해 인식된다. 소스 측 디바이스는 케이블에 관한 규격 정보에 기초하여 케이블의 전류 용량을 참조함으로써 전원 전압을 공급하므로, 과전류로 인한 케이블의 가열을 회피하는 것이 가능하다.
그러나, E-마킹된 케이블의 ID 칩에 관한 정보는 분해에 의해 복사될 수도 있고, 이에 따라, 값싸고 조악한 케이블이 제조될 수도 있다. 조악한 케이블에 의해 복사될 수 없는 전력이 이 케이블로 공급될 경우, 케이블은 과열로 인해 접속해제될 수도 있다. 그러므로, 더욱 안전한 접속들을 보장하는 것이 요구된다.
관련된 기술의 다른 문제들 및 본 발명의 신규한 특성들은 본 명세서의 설명 및 첨부한 도면들로부터 명백하게 될 것이다.
일 실시예에 따르면, 급전 시스템에서는, 제1 디바이스에 관한 제1 보안 정보가 제2 디바이스로 송신되고, 제2 디바이스는 제1 보안 정보를 이용하여 제1 디바이스를 인증하고, 인증이 성공적으로 수행되었을 때, 제2 디바이스는 USBPD 표준에서 설정된 복수의 전원 전압들 중 하나를 선택하는 전압 선택 신호에 기초하여 급전 동작을 수행한다.
실시예에 따르면, USB 전력 전달 표준을 준수하는 디바이스들 사이에서 더욱 안전한 접속들을 보장하는 것이 가능하다.
상기 양태들, 장점들과 특징들 및 다른 양태들, 장점들과 특징들은 첨부 도면들과 함께 취해진 특정 실시예들의 다음의 설명으로부터 더욱 명백할 것이다.
도 1은 제1 실시예에 따른 급전 시스템의 구성을 도시하는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 급전 시스템에서 이용되는 케이블의 구성을 도시하는 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 급전 시스템의 포트 구성 라인에 대한 통신 프로토콜을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 제1 실시예에 따른 급전 제어 방법을 설명하기 위한 플로우차트이다.
도 5는 도 4의 단계(S2)에서의 인증 프로세스를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 제2 실시예에 따른 급전 시스템의 구성을 도시하는 도면이다.
도 7은 제3 실시예에 따른 급전 시스템의 구성을 도시하는 도면이다.
도 8은 실시예들에 따른 급전 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 도 8에 도시된 급전 시스템에서 이용되는 케이블에서의 라인들의 구성을 도시하는 도면이다.
도 10은 도 8에 도시된 급전 시스템에서 이용되는 케이블의 구성을 도시하는 도면이다.
도 11은 도 8에 도시된 급전 시스템의 포트 구성 라인에 대한 통신 프로토콜을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 도면들을 참조하여, 본 발명의 실시예들이 설명될 것이다. 설명의 명확함을 위하여, 다음의 설명 및 도면들이 적절하게 생략되거나 간략화될 수도 있다. 다음의 실시예들에서 제시된 특정 수치 값들 등은 실시예들의 이해를 용이하게 하기 위한 예들에 불과하고, 이와 다르게 특정되지 않으면, 그것으로 제한되지는 않는다. 도면들의 전반에 걸쳐, 동일한 컴포넌트들은 동일한 참조 기호들에 의해 나타내어지고, 중복되는 설명들은 적절하게 생략될 것이다.
실시예들은, USB 전력 전달(이하, USBPD로서 지칭될 것임) 표준을 준수하고, 소스 측 디바이스와 싱크 측 디바이스 사이의 전력 전달 통신을 수행하고, USBPD 표준에서 설정된 복수의 전원 전압들 중 하나를 선택하고, 급전 동작을 수행하는 급전 시스템에 관한 것이다. 실시예들에 따른 급전 시스템은 USBPD 표준에서 설정된 복수의 전원 전압들 중 하나를 선택하기 위하여 전력 전달(이하, PD로서 지칭될 것임) 통신을 수행하는 설정 라인을 통해, USB 디바이스에 관한 보안 정보를 소스 측 디바이스로 송신한다. 소스 측 디바이스는 보안 정보를 이용하여 싱크 측 디바이스를 인증하고, 인증이 성공적으로 수행되었을 때, PD 통신에서 확립된 전력을 USB 디바이스로 공급한다.
도 8 내지 도 11을 참조하여, 그것에 접속된 USB 디바이스를 인증하는 급전 시스템을 설명하기 전에, USBPD 표준을 준수하는 급전 시스템(100)이 설명될 것이다. 급전 시스템(100)의 컴포넌트들은 USBPD 표준을 준수한다. 급전 시스템(100)의 컴포넌트들은 예를 들어, USB 호스트, USB 허브, 배터리 충전기, 및 케이블을 포함할 수도 있다. USBPD 디바이스는 통신 파트너에 따라, 전원 라인을 통해 전력을 공급하는 소스 측 디바이스(전원 전압을 공급하는 디바이스)로서 작용하거나, 전원 라인을 통해 전력을 수신하는 싱크 측 디바이스(전원 전압을 수신하는 디바이스)로서 작용한다.
도 8에 도시된 예에서, 급전 시스템(100)은 호스트(10), USB 디바이스(20), 및 USB 케이블(30)을 포함한다. 호스트(10)는 소켓(11)을 포함하고, USB 디바이스(20)는 소켓(21)을 포함한다. 플러그들(31 및 32)은 USB 케이블(30)의 개개의 단부들에서 제공된다. 플러그(31)는 소켓(11) 내로 삽입되고, 플러그(32)는 소켓(21) 내로 삽입된다.
호스트(10)는 USB 케이블(30)을 통해 USB 디바이스(20)에 접속된다. USB 디바이스(20)는 USB 케이블(30)을 통해 호스트(10)와 데이터 통신들을 수행할 수 있고, 호스트(10)로부터 전력을 수신할 수 있다. 도 8에 도시된 예에서, 호스트(10)는 소스 측 디바이스(전원 전압을 공급하는 디바이스)이고, USB 디바이스(20)는 싱크 측 디바이스(전원 전압을 수신하는 디바이스)이다.
도 9 및 도 10은 도 8에 도시된 급전 시스템에서 이용되는 케이블의 구성을 각각 도시하는 도면들이다. USB 케이블(30)은 USB 타입-C 케이블이다. 도 9에 도시된 바와 같이, USB 케이블(30)은 포트 구성 라인(33), 전원 라인(34), 데이터 라인(35), 및 접지 라인(36)을 포함한다.
포트 구성 라인(33)은, 하나의 측파대(sideband) 신호 라인 또는 하나의 채널을 가지는 측파대 신호 라인인, 도 10에 도시된 구성 채널 라인 CC(이하, CC 라인으로서 지칭될 것임)를 포함한다. CC 라인은 소스 측 디바이스와 싱크 측 디바이스 사이의 PD 통신들을 수행하기 위하여 이용된 설정 라인이다.
전원 라인(34)은 하나 이상의 라인들을 포함한다. 이 예에서는, 도 10에 도시된 바와 같이, 전원 라인(34)이 전원 라인들(VBUS 및 VCONN)을 포함한다. USBPD 규격에서 정의된 전원 전압 표준에서 복수의 전원 전압들로부터 선택된 하나의 전원 전압은 전원 라인(VBUS)으로 공급된다. 즉, 복수의 전원 전압들은 전원 라인(VBUS)으로 선택적으로 공급된다.
20V와 5A의 전력은 USBPD 규격에서 정의된, 호스트와 USB 디바이스 사이의 전력 협상에 따라 전원 라인(VBUS)으로 최대로 공급된다. 호스트(10)는 예를 들어, 호스트에 접속된 USB 디바이스(20)로부터의 요청에 따라 5V, 12V 및 20V의 전원 전압들 중 하나를 선택하고, 전원 라인(VBUS)을 통해 선택된 전원 전압을 USB 디바이스(20)로 공급한다. 호스트(10)는 전원 전압 표준을 고려하여 5V 내지 20V의 범위 내에서 50mV 스텝들로 전압을 설정할 수 있다. 전원 라인(VCONN)은 전력을 USB 케이블(30)에서의 활성 회로로 공급한다. 활성 회로는 전원 라인(VCONN)을 통해 예를 들어, 5V와 210mA의 전력을 공급받는다.
데이터 라인(35)은 2 개 이상의 라인들을 포함하고, 호스트(10)와 USB 디바이스(20) 사이의 데이터 통신들을 수행한다. 데이터 라인(35)은 예를 들어, USB 2.0 통신에 대하여 D+/D-이거나, USB 3.1 통신에 대하여 한 쌍의 TX 및 RX이다. 접지 라인(36)은 하나 이상의 라인들을 포함하고, 도 10에 도시된 접지 라인(GND)을 포함한다.
도 10에 도시된 바와 같이, 전원 라인(VBUS)에 접속된 VBUS 핀, CC 라인에 접속된 CC 핀, 전원 라인(VCONN)에 접속된 VCONN 핀, 및 접지 라인(GND)에 접속된 GND 핀은 소스 측 디바이스(12) 및 싱크 측 디바이스(22) 각각에서 제공된다. 소스 측 디바이스(12) 및 싱크 측 디바이스(22)의 개개의 핀들은 USB 케이블(30)의 개개의 라인들을 통해 서로 접속된다.
케이블의 규격 정보 등을 포함하는 전자적으로 마킹된 케이블(E-마킹된 케이블)은 USB 케이블(30)로서 이용된다. USB 케이블(30)은 ID 칩(37)을 포함한다. ID 칩(37)은 케이블에 관한 규격 정보, 예컨대 케이블에 의해 지원될 수 있는 전류 용량, 그 성능, 및 벤더 인식 정보를 그 위에 저장한다. ID 칩(37)은 USB 케이블(30)의 전원 라인(VCONN) 및 접지 라인(GND)에 접속된다.
다이오드(D1)는 ID 칩(37)과, 소스 측 디바이스(12)의 VCONN 핀 사이에 제공된다. 다이오드(D1)의 애노드는 소스 측 디바이스(12)의 VCONN 핀에 접속되고, 그 캐소드는 ID 칩(37)에 접속된다. 소스 측 디바이스(12)의 VCONN 핀과 다이오드(D1)의 애노드 사이의 노드는 저항기(R1)를 통해 접지 라인(GND)에 접속된다.
다이오드(D2)는 ID 칩(37)과, 싱크 측 디바이스(22)의 VCONN 핀 사이에 제공된다. 다이오드(D2)의 애노드는 싱크 측 디바이스(22)의 VCONN 핀에 접속되고, 그 캐소드는 ID 칩(37)에 접속된다. 싱크 측 디바이스(22)의 VCONN 핀과 다이오드(D2)의 애노드 사이의 노드는 저항기(R2)를 통해 접지 라인(GND)에 접속된다.
ID 칩(37)은 전원 라인(VCONN)을 통해 소스 측 디바이스(12) 및 싱크 측 디바이스(22) 중의 하나로부터 전력을 수신한다. 이 실시예에서, 소스 측 디바이스(12)는 전력을 전원 라인(VBUS) 및 전원 라인(VCONN)으로 공급한다. ID 칩(37)은 전원 라인(VCONN)을 통해 전력을 수신한다. 또한, 싱크 측 디바이스(22)는 전원 라인(VBUS)을 통해 전력을 수신한다.
도 10에 도시되지 않았지만, 소스 측 디바이스(12)의 CC 핀은 전원(power supply)에 접속되는 단자 저항기(풀-업 저항기)에 접속되고, 싱크 측 디바이스(22)의 CC 핀은 접지에 접속되는 단자 저항기(풀-다운 저항기)에 접속된다. 소스 측 디바이스(12)는 CC 핀의 전압을 모니터링하고 접속 이벤트를 검출한다. 소스 측 디바이스(12)는 CC 핀이 싱크 측 디바이스(22)의 측 상의 단자 저항기에서 종단되었는지를 검출할 수 있다. 즉, 소스 측 디바이스(12)는 CC 핀의 전압이 비-종단 전압(non-termination voltage)보다 더 작은지를 모니터링한다. 그러므로, 싱크 측 디바이스(22)가 소스 측 디바이스(12)에 접속되었는지를 검출하는 것이 가능하다.
또한, ID 칩(37)은 CC 라인에 접속된다. ID 칩(37)은 급전될 때에 USB 케이블(30)의 전류 용량을 소스 측 디바이스(12)에 통지하는 통지 유닛이다. ID 칩(37)에서 저장된 케이블에 관한 규격 정보는, 시퀀스의 시작을 표시하는 패킷 시작(SOP') 패킷과 함께, 벤더 정의된 메시지로서, CC 라인을 통해 소스 측 디바이스(12)로 송신된다.
SOP' 패킷은 소스 측 디바이스(12)에 의해 인식된다. USB 케이블(30)의 특성들은 벤더 정의된 메시지로서 소스 측 디바이스(12)로 보고된다. 소스 측 디바이스(12)는 케이블에 관한 규격 정보에 따라 USB 케이블(30)에 의해 지원될 수 있는 전류 용량을 참조하고, 싱크 측 디바이스(22)와의 PD 통신에서 결정된 전력을 싱크 측 디바이스(22)로 공급한다. 그러므로, USB 케이블(30)의 가열을 회피하는 것이 가능하다.
도 11은 도 8에 도시된 급전 시스템(100)의 포트 구성 라인(33)으로서 CC 라인에 대한 통신 프로토콜을 설명하기 위한 도면이다. 도 11에 도시된 바와 같이, 급전 시스템(100)에서는, 벤더 정의된 메시지 및 메시지가 CC 라인(33) 상에서 직렬로 송신된다.
벤더 정의된 메시지는 벤더가 규격에 의해 정의된 정보 이외의 정보를 교환하는 것을 가능하게 한다. 상기 언급된 USB 타입-C 케이블에서는, CC 라인을 통해 USBPD 표준을 준수하는 USB 호스트, USB 허브, 주변 디바이스, 배터리 충전기, 케이블, 및 콘센트와 같은 USBPD 디바이스들 사이의 PD 통신을 제외하고, 데이터 라인을 통한 USB 데이터 통신이 수행된다.
벤더 정의된 메시지를 이용하여 새로운 통신 프로토콜에 의해 PD 통신을 수행함으로써, 벤더-특정 전력 전달에 관한 규격을 확장시키는 것이 가능하다. 또한, 이 실시예에서는, 나중에 설명되는 바와 같이, USBPD 디바이스에 관한 보안 정보가 벤더 정의된 메시지로서 CC 라인을 통해 송신된다.
벤더 정의된 메시지 이외의 통신 프로토콜들은 기존에 이용되었던 프로토콜들이다. 벤더 정의된 메시지 및 메시지는 전기 신호로서 각각 송신된다. 전기 신호는 2 개의 값들을 가지는 이진 신호에 의해 표현된다. 이진 신호는 예를 들어, 5 비트마다 분할되고, 하나의 심볼이 된다.
패킷은 벤더 정의된 메시지 또는 메시지를 페이로드로서 포함한다. 또한, USB 전력 전달 통신의 패킷 포맷에서는, SOP* 패킷이 패킷의 상부에 추가된다. SOP* 패킷은 SOP 패킷, SOP' 패킷, 및 SOP'' 패킷 중의 하나이다.
SOP 패킷은 소스 측 디바이스(12)와 싱크 측 디바이스(22) 사이의 통신의 시작을 특정하는 코드이다. SOP' 패킷은 소스 측 디바이스(12)와 USB 케이블(30)의 플러그(31) 사이의 통신의 시작을 특정하는 코드이다. SOP'' 패킷은 소스 측 디바이스(12)와 USB 케이블(30)의 플러그(32) 사이의 통신의 시작을 특정하는 코드이다. 플러그(32)에 의한 SOP'' 패킷에 대한 응답은 옵션이고, SOP'' 패킷은 추가되지 않을 수도 있다.
위에서 설명된 바와 같이, USB 케이블(30)에 관한 규격 정보가 벤더 정의된 메시지로서 송신될 때, SOP' 패킷은 벤더 정의된 메시지에 추가된다. 패킷의 프레임의 마지막 부분에서는, 에러 검출을 위한 순환 중복 검사(Cyclic Redundancy Check)(CRC)와, 패킷 끝을 표시하는 패킷 끝(End Of Packet)(EOP)이 송신된다. 메시지는 예를 들어, 16-비트 헤더들 및 32-비트 오브젝트들(오브젝트 0 내지 오브젝트 7)을 포함한다. 또한, 벤더 정의된 메시지는 예를 들어, 헤더, 벤더 정의된 메시지 헤더, 및 벤더 정의된 오브젝트들(VDO 0 내지 VDO 5)을 포함한다.
위에서 설명된 바와 같이, USBPD 디바이스는 케이블에 관한 규격 정보에 기초하여 케이블의 전류 용량을 참조하고 전력을 공급한다. 케이블의 ID 칩에 관한 정보가 분해 등에 의해 복사될 때, 그러나, 케이블이 실제적으로 충분한 용량을 가지지 않더라도, 케이블은 그것이 충분한 전류 용량을 가지는 것처럼 보일 수도 있고, 전류 용량을 초과하는 전력이 케이블에 공급될 수도 있다.
상기 논의를 고려하면, 아래에 설명되는 제1 내지 제3 실시예들에서는, USBPD 표준을 준수하는 디바이스들 사이에서 더욱 안전한 접속들을 보장하기 위하여, 보안 인프라스트럭처가 USBPD 디바이스로 형성된 급전 시스템에서 구현된다. 급전 시스템을 구성하는 USBPD 디바이스에 관한 보안 정보는 벤더 정의된 메시지로서 송신된다.
제1 실시예
도 1 및 도 2를 참조하여, 제1 실시예에 따른 급전 시스템(1)이 설명될 것이다. 도 1은 제1 실시예에 따른 급전 시스템(1)의 구성을 도시하는 도면이다. 도 2는 도 1에 도시된 급전 시스템(1)에서 이용되는 USB 케이블(30)의 구성을 도시하는 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 급전 시스템(1)은 호스트(10), USB 디바이스(20), 및 USB 케이블(30)을 포함한다. 제1 실시예에 따른 급전 시스템(1)에서, USB 디바이스(20)는 USB 케이블(30)을 통해 호스트(10)로부터 전력을 수신한다. 즉, 호스트(10)는 소스 측 디바이스이고, USB 디바이스(20)는 싱크 측 디바이스이다. 급전 시스템(1)은 USB 케이블(30)이 호스트(10)에 의해 인증되는 예이다. 따라서, 도 1에 도시된 예에서, 호스트(10)는 인증 디바이스이고, USB 케이블(30)은 호스트(10)에 의해 인증되는 보호 디바이스이다.
호스트(10)는 소켓(11), USBPD 제어기(13), 및 인증자 제어기(14)를 포함한다. USBPD 제어기(13) 및 인증자 제어기(14)는 하나의 칩에서 형성될 수도 있거나, 별도의 칩들에서 형성될 수도 있다. USB 디바이스(20)는 소켓(21) 및 USBPD 제어기(23)를 포함한다. USB 케이블(30)은 플러그들(31 및 32) 및 보안 제어기(38)를 포함한다. 인증자 제어기(14)는 소스 측 디바이스인 호스트(10)에서 제공되고, 보안 제어기(38)는 전력 전달 시스템을 구성하는 USB 케이블(30)에서 제공된다.
USBPD 제어기(13) 및 USBPD 제어기(23)는 USB 케이블(30)의 CC 라인을 통해 서로 접속된다. USBPD 제어기(13) 및 USBPD 제어기(23)는 CC 라인을 이용하여 호스트(10)로부터 공급된 전력을 설정하기 위하여 PD 통신을 수행한다. 또한, 보안 제어기(38)는 USB 케이블(30)에서의 CC 라인에 접속된다.
도 2에 도시된 바와 같이, USB 케이블(30)은 E-마킹된 케이블이고, USB 케이블(30)에 관한 규격 정보를 저장하는 ID 칩(39)을 포함한다. 보안 제어기(38)는 ID 칩(39)에서 제공된다. ID 칩(39)의 접속이 도 10에 도시된 ID 칩(37)의 것과 유사하므로, 그 상세한 설명은 생략될 것이다. ID 칩(39)에서 저장된 USB 케이블(30)에 관한 규격 정보는 CC 라인을 통해 소스 측 디바이스(12)로 송신된다. 소스 측 디바이스(12)는 USB 케이블(30)에 관한 규격 정보에 기초하여 케이블에 의해 지원될 수 있는 전류 용량을 참조하고, 공급될 전력의 전류 값을 설정한다.
또한, 소스 측 디바이스에서 제공된 USBPD 제어기(13)는 싱크 측 디바이스인 USBPD 제어기(23)로부터의 CC 라인을 통해 USBPD 표준에서 설정된 복수의 전원 전압들 중 하나를 선택하기 위하여, 전압 선택 신호를 수신한다. 소스 측 디바이스인 호스트(10)는 전압 선택 신호에 기초하여 복수의 전원 전압들 중 하나를 선택하고, 전원 라인(VBUS)을 통해 선택되었던 전압을 출력한다. 소스 측 디바이스인 호스트(10)는 USB 케이블(30)에 관한 규격 정보에 기초하여 설정되었던 전압 및 전압 선택 신호를 USB 케이블(30)로 전송한다. USB 케이블(30)에 관한 규격 정보 및 전압 선택 신호는 PD 통신에서 포함된다. 즉, USBPD 제어기(13), USBPD 제어기(23), 및 ID 칩(39)은 호스트(10)로부터 USB 디바이스(20)로 공급될 전력을 결정하는 PD 통신을 수행한다.
호스트(10)는, 인증자 제어기(14)가 USB 케이블(30)을 성공적으로 인증하였을 때, USB 케이블(30)을 통해, PD 통신에서 확립된 전력을 USB 디바이스(20)로 공급한다. 그러므로, USBPD 표준을 준수하는 급전 시스템(1)에서 USBPD 디바이스들 사이의 더욱 안전한 접속들을 보장하는 것이 가능하다. 인증자 제어기(14)에 의한 USB 케이블(30)의 인증 프로세스가 나중에 설명될 것이다.
도 3은 급전 시스템(1)의 포트 구성 라인에 대한 통신 프로토콜을 설명하기 위한 도면이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 급전 시스템(1)에서는, 인증 데이터 통신이 벤더 정의된 메시지를 이용하여 수행된다. USB 케이블(30)의 보안 정보(인증 데이터 0 내지 인증 데이터 5)는 벤더 정의된 메시지로서 CC 라인을 통해 호스트(10)로 송신된다.
도 4 및 도 5를 참조하여, 제1 실시예에 따른 급전 제어 방법이 설명될 것이다. 도 4는 제1 실시예에 따른 급전 제어 방법을 설명하기 위한 플로우차트이다. 도 5는 도 4의 단계(S2)에서의 인증 프로세스를 설명하기 위한 도면이다.
호스트(10) 및 USB 디바이스(20)가 USB 케이블(30)에 의해 서로 접속될 때, 도 4에 도시된 바와 같이, 소스 측 디바이스 및 싱크 측 디바이스가 검출된다(단계(S1)). USB 케이블(30)이 호스트(10)의 소켓(11) 및 USB 디바이스(20)의 소켓(21) 내로 삽입될 때, 호스트(10) 및 USB 디바이스(20) 내에 내장된 풀-업 저항기 또는 풀-다운 저항기에 의해 분할된 전압 값은 CC 핀에서 나타난다. 이 전압 값을 모니터링함으로써, 소스 측 디바이스 및 싱크 측 디바이스가 검출될 수 있다. 제1 실시예에서, 호스트(10)는 소스 측 디바이스이고, USB 디바이스(20)는 싱크 측 디바이스이다.
그 후, USB 케이블(30)에 관한 보안 정보는 보안 제어기(38)로부터 인증자 제어기(14)로 송신된다. 다음으로, 이 보안 정보를 이용한 USB 케이블(30)의 인증이 수행된다(단계(S2)). 제1 실시예에 따른 급전 시스템(1)에서는, 공개 키 인프라스트럭처(public key infrastructure)(PKI)가 보안 인프라스트럭처의 하나의 예로서 이용된다. 공개 키 인프라스트럭처는 한 쌍의 USB 디바이스들의 신뢰성을 확립하기 위한 방법들 중 하나이다. 이 예에서, 호스트(10) 및 USB 케이블(30)은 신뢰성이 확립되어야 하는 쌍이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 도 4의 단계(S2)에서는, 공개 키 암호화 시스템을 이용한 인증 프로세스가 실행된다. 공개 키 암호화 시스템에서는, 정보가 비밀 키(private key) 및 공개 키로 이루어진 키 쌍을 이용하여 암호화되고 복호화된다. 도 5의 좌측은 호스트(10)의 인증자 제어기(14)에서의 처리를 도시하고, 도 5의 우측은 USB 케이블(30)의 보안 제어기(38)에서의 처리를 도시한다. 호스트(10)와 USB 케이블(30) 사이에서 수행된 인증 데이터 통신(ADC)은 호스트(10)에서의 처리와 USB 케이블(30)에서의 처리 사이에서 도 5에 도시되어 있다. 인증자 제어기(14) 및 보안 제어기(38)는 CC 라인을 통해 서로 전기적으로 접속되고, 인증 프로세스 동안에 디지털 정보를 교환할 수 있다.
보안 제어기(38)는 고유 디바이스 인증서와, 비밀 키 및 공개 키로 이루어진 키 쌍을 저장한다. 보안 제어기(38)의 비밀 키는 비밀 키의 소유자인 USB 케이블(30)에 의해 비밀히 관리된다. 보안 제어기(38)의 공개 키는 통신 파트너인 호스트(10)에 배포된다. 인증 프로세스에서는, 먼저, (1) 인증자 제어기(14)가 인증서에 대하여 보안 제어기(38)에 요청한다.
그 후, 인증자 제어기(14)로부터의 요청에 응답하여, (2) 인증서는 인증자 제어기(14)로 회신된다. 제1 실시예에서, 공개 키를 포함하는 디바이스 인증서는 인증서로서 회신된다. 디바이스 인증서는 USB 케이블(30)을 인증하기 위하여 이용된 공개 키를 결정하기 위한 인증 정보이다. 호스트(10)는 호스트(10)에 접속된 USBPD 디바이스들의 공개 키 리스트를 저장할 수도 있고, 호스트(10)에 접속된 USBPD 디바이스의 공개 키는 송신되는 디바이스 인증서에 따라 공개 키 리스트로부터 선택될 수도 있다.
호스트(10)는 인증 기관(certificate authority)(CA)에 의해 발행된 경로 인증서(route certificate)를 포함한다. (3) 다음으로, 호스트(10)는 경로 인증서를 이용하여 USB 케이블(30)로부터의 인증서를 확인한다. 다음으로, 호스트(10)는 인증서 내에 포함된 공개 키를 이용하여 난수를 암호화한다. 이 예에서, 호스트(10)는 공개 키 암호화 시스템들 중 하나인 RSA 암호화 시스템에 의해 공개 키를 이용하여 난수를 암호화하고, 시도 데이터(challenge data)를 생성한다. 이 시도 데이터는 디바이스 인증서와 연관된 진정한 비밀 키를 가지는 USB 케이블(30)을 증명하기 위한 데이터이다. (4) 다음으로, 이 시도 데이터는 보안 제어기(38)로 송신된다. 또한, 인증자 제어기(14)는 시도 데이터를 암호화하고, 해시 함수들 중 하나인 SHA를 이용하여 다이제스트를 생성한다.
보안 제어기(38)는 보안 제어기(38)가 보유하는 비밀 키를 이용하여 시도 데이터를 복호화하고, 해시 함수들 중 하나인 SHA를 이용하여 다이제스트를 생성하고, 그 다음으로, (5) 다이제스트를 응답 데이터로서 회신한다. 인증자 제어기(14)는 인증자 제어기(14)에 의해 생성된 다이제스트와 인증자 제어기(14)가 수신하였던 응답 데이터를 비교하고, 그 다음으로, (6) 시도 데이터의 검증을 수행한다. 인증자 제어기(14)에 의해 생성된 다이제스트가 인증자 제어기(14)가 수신하였던 응답 데이터와 일치할 때, USB 케이블(30)은 USB 케이블(30)의 기능 및 품질이 신뢰성 있으므로 인증된다. 한편으로, 인증자 제어기(14)에 의해 생성된 다이제스트가 인증자 제어기(14)가 수신하였던 응답 데이터와 일치하지 않을 때, USB 케이블(30)은 그것이 신뢰성 있지 않으므로 인증되지 않는다. 위에서 기재된 바와 같이, 제1 실시예에서, 호스트(10)는 시도 및 응답 시스템에서 USB 케이블(30)을 인증할 수 있다.
인증이 도 4에서의 단계(S2)에서 실패하였을 때(아니오), 접속되었던 USB 케이블은 위조된(forged) USB 케이블과 같은 비인증된 USBPD 디바이스이다. 이 경우, USBPD 표준의 규격에서 정의된 특정된 전압/전류의 전력은 USB 케이블을 통해 싱크 디바이스로 공급된다(단계(S9)). 호스트(10)는 예를 들어, 전압 5V/전류 500mA를 갖는 전력을 USB 케이블(30)로 공급한다.
한편으로, 인증이 단계(S2)에서 성공적으로 수행되었을 때(예), 호스트(10)에 접속되었던 USB 케이블은 신뢰성 있는 USBPD 디바이스이다. 그 후, USB 케이블(30)이 E-마킹된 케이블인지가 결정된다(단계(S3)).
단계(S3)에서, 호스트(10)에 접속된 USB 케이블이 E-마킹된 케이블이 아닐 때(아니오), USB 케이블은 E-마킹된 케이블에 의해 지원된 3A/5A의 정격 전류에 대응하지 않는다. 이 경우, USBPD 표준의 규격에서 정의된 특정된 전압/전류의 전력은 USB 케이블을 통해 싱크 디바이스로 공급된다(단계(S9)).
단계(S3)에서, 호스트(10)에 접속된 USB 케이블이 E-마킹된 케이블일 때(예), USB 케이블(30)의 전류 용량이 3A인지 또는 5A인지가 결정된다(단계(S4)). 단계(S4)에서, USB 케이블(30)의 전류 용량이 5A일 때, 프로세스는 단계(S5)로 가고, USB 케이블(30)의 전류 용량이 3A일 때, 프로세스는 단계(S7)로 간다.
단계(S5)에서는, 전력 전달 통신이 수행되고, 전력 전달 통신의 결과에 따른 전원 전압(5V 내지 20V) 및 최대 전류 5A의 전력이 공급된다(단계(S6)). 유사한 방법으로, 단계(S7)에서는, 전력 전달 통신의 결과에 따른 전원 전압(5V 내지 20V) 및 최대 전류 3A의 전력이 공급된다(단계(S8)). 위에서 설명된 바와 같이, USB 케이블(30)이 성공적으로 인증되었을 때, USBPD 제어기(13)와 USBPD 제어기(23) 사이의 PD 통신에서 확립된 전류/전압의 전력은 USB 디바이스(20)로 공급된다.
위에서 설명된 바와 같이, 제1 실시예에 따른 급전 시스템(1)에서, PD 통신에서 확립된 전압은 USB 케이블(30)이 성공적으로 인증되었을 때에만 USB 케이블(30)로 전송된다. 인증되었던 USB 케이블(30)은 USB 케이블의 전류 용량을 상한으로서 갖는, USBPD 표준에 의해 정의된 전력의 범위(예컨대, 10W 내지 100W)를 처리할 수 있다. 그러므로, 20V/5A의 높은 전력이 PD 통신에서 선택되더라도, 전력은 과열로 인한 USB 케이블(30)의 접속해제의 발생 없이 USB 디바이스(20)로 안전하게 공급될 수 있다.
호스트(10)가 소스 측 디바이스이고 USB 디바이스(20)가 싱크 측 디바이스인 예가 위에서 도시되었지만, 본 발명은 이 예로 제한되지는 않는다. 예를 들어, 호스트, 허브, 배터리 충전기, 콘센트 등은 소스 측 디바이스일 수도 있다. 또한, 주변 디바이스, 허브 등은 싱크 측 디바이스일 수도 있다. 싱크 측 디바이스 및 케이블은 고유 디바이스 인증서 및 키 쌍을 저장하는 보안 제어기를 포함할 수도 있고, 소스 측 디바이스는 인증자 제어기를 포함할 수도 있다. 보안 제어기를 포함하는 싱크 측 디바이스 및 케이블은 소스 측 디바이스에서 제공된 인증자 제어기에 의해 인증된다.
일반적으로, 통신이 소스 측 디바이스와 싱크 측 디바이스의 양자 상에 장착된 전력 전달 제어기들 사이에서 수행된 후, 소스 디바이스로부터 공급된 전류/전압은 싱크 측 디바이스를 인증하지 않으면서, 싱크 측 디바이스로부터 송신된 전압 선택 신호에 기초하여 결정되고, 전류/전압은 싱크 디바이스로 공급된다. 그러므로, 케이블에 의해 보유된 케이블 규격 정보가 신뢰성 있는지를 아는 것은 불가능하고, 이에 따라, 케이블이 싱크 측 디바이스에 의해 PD 통신에서 확립된 전력에 분명히 대응하는지를 아는 것은 불가능하다. 한편으로, 제1 실시예에서, 소스 측 디바이스가 케이블을 성공적으로 인증하였을 때, PD 통신에서 확립된 전력은 신뢰성 있는 케이블 규격 정보에 기초하여 공급된다. 이에 따라, 제1 실시예에 따르면, USBPD 표준을 준수하는 디바이스들 사이의 급전을 더욱 안전하게 실행하는 것이 가능하다.
도 1에 도시된 예에서, 소스 측 디바이스인 호스트(10)에는 인증자 제어기가 제공되고, 소스 측 디바이스는 USB 케이블을 인증한다. 인증자 제어기는 소스 측 디바이스에서 제공되지 않을 수도 있고, 그것은 그 대신에, 싱크 측 디바이스인 USB 디바이스(20)에서 제공될 수도 있고, 싱크 측 디바이스는 USB 케이블을 인증할 수도 있다.
제2 실시예
도 6을 참조하여, 제2 실시예에 따른 급전 시스템(1A)이 설명될 것이다. 도 6은 제2 실시예에 따른 급전 시스템(1A)의 구성을 도시하는 도면이다. 급전 시스템(1A)은 호스트(10), USB 디바이스(20A), 및 USB 케이블(30)을 포함한다. 보안 제어기(24)가 제2 실시예에서는 USB 디바이스(20A)에서 제공된다는 점에서, 제2 실시예는 제1 실시예와 상이하다.
제1 실시예에서, 보안 제어기(38)가 장착되는 보호 디바이스는 USB 케이블(30)뿐이다. 한편으로, 제2 실시예에서는, 보안 제어기(24)가 USB 케이블(30)을 통해, 인증 디바이스인 호스트(10)에 접속된 USB 디바이스(20A)에서 또한 제공된다. 즉, 급전 시스템(1A)은 2 개의 보호 디바이스들을 포함한다. USBPD 제어기(23) 및 보안 제어기(24)는 하나의 칩에서 형성될 수도 있거나, 별도의 칩들에서 형성될 수도 있다.
보안 제어기(24)는 USB 디바이스(20A)에 관한 보안 정보를 보유한다. 제2 실시예에서, USB 케이블(30)에 관한 보안 정보 및 USB 디바이스(20A)에 관한 보안 정보는 벤더 정의된 메시지로서 CC 라인을 통해 인증자 제어기(14)로 직렬로 송신된다. 인증자 제어기(14)가 보안 정보를 이용하여 USB 케이블(30)을 인증한 후, 인증자 제어기(14)는 USB 디바이스(20A)를 인증한다.
호스트(10)는, 인증자 제어기(14)가 USB 케이블(30) 및 USB 디바이스(20A)를 성공적으로 인증하였을 때, USB 케이블(30)을 통해, PD 통신에서 확립된 전력을 USB 디바이스(20A)로 공급한다. 그러므로, USBPD 표준을 준수하는 급전 시스템(1)에서 USBPD 디바이스들 사이의 더욱 안전한 접속들을 보장하는 것이 가능하다.
제1 실시예에서 설명된 USB 케이블(30)의 인증 프로세스와 유사하게, 공개 키 암호화 시스템은 USB 디바이스(20A)의 인증 프로세스에서 또한 이용된다. 고유 디바이스 인증서와, 비밀 키 및 공개 키를 포함하는 키 쌍은 보안 제어기(24)에서 저장된다. 보안 제어기(24)의 비밀 키는 비밀 키의 소유자인 USB 디바이스(20A)에 의해 비밀히 관리된다. 보안 제어기(24)의 공개 키는 접속 파트너인 호스트(10)에 배포된다.
제2 실시예에서는, 도 5를 참조하여 설명된 인증 프로세스와 유사하게, 호스트(10)가 시도 및 응답 시스템에서 USB 케이블(30) 및 USB 디바이스(20A)를 인증할 수 있다. 위에서 설명된 바와 같이, USB 케이블(30) 및 USB 디바이스(20A)를 인증함으로써, 더 높은 신뢰성으로 접속들을 확립하고 급전의 안전 레벨을 추가로 증대시키는 것이 가능하다.
도 6에 도시된 예에서, 인증자 제어기(14)를 포함하는 호스트(10)는 소스 측 디바이스이고 USB 디바이스(20A)는 싱크 측 디바이스이지만, 인증자 제어기(14)를 포함하는 싱크 측 디바이스(호스트(10))는 급전 방향이 반전될 때에 소스 측 디바이스(USB 디바이스(20A))를 인증할 수도 있고, 이에 따라, USB 디바이스(20A)는 소스 측 디바이스가 되고, 호스트(10)는 싱크 측 디바이스가 된다.
또한, 인증자 제어기(14)가 호스트(10)에서만 제공되는 예가 도 6에 도시되지만, 호스트(10)는 인증자 제어기(14) 대신에 보안 제어기를 포함할 수도 있고, 인증자 제어기는 USB 디바이스(20A)에서 제공될 수도 있다. 이 경우, 싱크 측 디바이스인 USB 디바이스(20A)는 USB 케이블 및 소스 측 디바이스인 호스트(10)를 인증할 수도 있다.
또한, 도 6에 도시된 예에서는, 2 개의 보호 디바이스들, 즉 USB 케이블(30) 및 USB 디바이스(20A)가 있지만, 2 개를 초과하는 것이 있을 수도 있다. 또한, 2 개의 보호 디바이스들(USB 케이블(30) 및 USB 디바이스(20A))은 직렬로(USB 디바이스(20A)는 케이블이 인증된 후에 인증될 수도 있음) 또는 병렬로(USB 케이블(30) 및 USB 디바이스(20A)는 동시에 인증될 수도 있음) 중의 어느 하나로 인증될 수도 있다.
제3 실시예
도 7을 참조하여, 제3 실시예에 따른 급전 시스템(1B)이 설명될 것이다. 도 7은 제3 실시예에 따른 급전 시스템(1B)의 구성을 도시하는 도면이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 급전 시스템(1B)은 호스트(10B), USB 디바이스(20B), 및 USB 케이블(30)을 포함한다.
호스트(10B)는 인증자 제어기(14) 및 보안 제어기(15)를 포함한다. USB 디바이스(20B)는 보안 제어기(24) 및 인증자 제어기(25)를 포함한다. 제3 실시예에서, 호스트(10B) 및 USB 디바이스(20B)의 양자는 인증 디바이스 또는 보호 디바이스일 수 있다.
즉, 급전 시스템(1B)은, 호스트(10B)가 소스 측 디바이스이고 USB 디바이스(20B)가 싱크 측 디바이스인 제1 상태, 또는 호스트(10B)가 싱크 측 디바이스이고 USB 디바이스(20B)가 소스 측 디바이스인 제2 상태 중의 어느 하나를 가질 수도 있다. 제1 상태에서, 호스트(10B)는 USB 디바이스(20B)를 인증한다. 한편으로, 제2 상태에서는, USB 디바이스(20B)가 호스트(10B)를 인증한다.
보안 제어기(15)는 호스트(10B)에 관한 보안 정보를 보유한다. USB 디바이스(20B)가 호스트(10B)를 인증할 때, USB 케이블(30)에 관한 보안 정보 및 호스트(10B)에 관한 보안 정보는 벤더 정의된 메시지로서 CC 라인을 통해 보안 제어기(24)로 직렬로 송신된다. 인증자 제어기(25)가 보안 정보를 이용하여 USB 케이블(30)을 인증한 후, 호스트(10B)가 인증된다.
USB 케이블(30) 및 호스트(10B)가 인증자 제어기(25)에 의해 성공적으로 인증될 때, USB 디바이스(20B)는 USB 케이블(30)을 통해, PD 통신에서 확립된 전력을 호스트(10B)로 공급한다. 위에서 설명된 바와 같이, 급전 시스템(1B)에서는, USBPD 디바이스들 사이의 상호 인증이 달성될 수 있음으로써, 더 높은 신뢰성을 갖는 접속들을 확립하고 급전의 안전 레벨을 추가로 증대시키는 것이 가능하다.
제3 실시예에서는, 호스트(10B) 및 USB 디바이스(20B)가 서로 접속될 때, 호스트(10B) 및 USB 디바이스(20B) 중의 어느 것이 소스 측 디바이스 또는 싱크 측 디바이스인지가 결정된다. 제3 실시예에서, 호스트(10B)는 소스 측 디바이스이고, USB 디바이스(20B)는 싱크 측 디바이스이다.
소스 측 디바이스인 USBPD 디바이스는 인증 디바이스이다. 도 7에 도시된 예에서, 소스 측 디바이스인 호스트(10B)는 인증 디바이스가 되고, 싱크 측 디바이스인 USB 디바이스(20B)는 보호 디바이스가 된다. 이 경우, 급전 시스템(1B)은 제1 상태에 있고, 호스트(10B)는 USB 디바이스(20B)를 인증한다. 인증 프로세스에 관하여, 제1 실시예에서의 방법과 유사한 방법이 채용될 수도 있다.
위에서 설명된 바와 같이, 제3 실시예에 따르면, 급전 시스템을 형성하는 USBPD 디바이스들은 통신 파트너에 따라 인증 디바이스와 보호 디바이스 사이에서 스위칭될 수 있다. 그러므로, 급전 시스템을 형성하는 USBPD 디바이스는 통신 파트너에 따라 인증을 신축성 있게 수행할 수 있다.
호스트(10B) 및 USB 디바이스(20B)가 서로 접속되는 예가 도 7에 도시되었지만, 본 발명은 이 예로 제한되지는 않는다. 예를 들어, USB 호스트, USB 허브, 배터리 충전기, 콘센트 등은 소스 측 디바이스가 될 수도 있다. 또한, 주변 디바이스, USB 허브 등은 싱크 측 디바이스일 수도 있다. 소스 측 디바이스, 싱크 측 디바이스, 및 케이블 각각은 인증자 제어기 및 보안 제어기의 양자를 포함할 수 있다.
인증 방법은 위에서 설명된 공개 키 암호화 시스템으로 제한되지는 않고, 암호화에 기초한 또 다른 인증 방법이 채용될 수도 있다. 예를 들어, 공통 키 암호화 시스템, 하이브리드 암호화 시스템 등이 위에서 설명된 공개 키 암호화 시스템 대신에 채용될 수도 있다.
또한, USBPD 디바이스들이 USB 케이블을 이용하여 접속되는 예가 상기 실시예들에서 설명되었지만, USBPD 디바이스들의 USB 단자들은 직접적으로 접속될 수도 있다. 이 경우, USBPD 디바이스들의 양자는 인증자 제어기 및 보안 제어기를 포함할 수도 있다. 소스 측 디바이스 및 싱크 측 디바이스 중 하나의 디바이스가 소스 측 디바이스 및 싱크 측 디바이스 중 다른 디바이스의 인증을 수행하고, 인증이 성공적으로 수행되었을 때, PD 통신에서 확립된 전력은 소스 측 디바이스로부터 싱크 측 디바이스로 공급될 수도 있다.
또한, 소스 측 디바이스가 USB 케이블 및 싱크 측 디바이스를 인증하는 예가 상기 실시예들에서 설명되었지만, 싱크 측 디바이스가 USB 케이블 및 소스 측 디바이스를 인증한 후, 소스 측 디바이스는 USB 케이블을 통해, PD 통신에서 확립된 전력을 싱크 측 디바이스로 공급할 수도 있다. 대안적으로, 소스 측 디바이스가 USB 케이블 및 싱크 측 디바이스를 인증한 후, 싱크 측 디바이스는 소스 측 디바이스를 인증할 수도 있다.
또한, 보안 제어기는 보안 정보가 유출될 경우에 보안 정보를 무효화하는 철회 정보(revocation information)를 보유할 수도 있다. 철회 정보를 인증자 제어기로 송신함으로써, 인증자 제어기가 철회 정보를 포함하는 USBPD 디바이스를 인증하는 것을 방지하는 것이 가능하다. 이 구성에 따르면, 유출된 보안 정보가 불법적으로 복사되고 조악한 모조품 디바이스가 제조되더라도, PD 통신에서 확립된 전력은 이 모조품 디바이스로 공급되지 않는다. 그러므로, USBPD 디바이스의 접속의 보안 레벨을 추가로 개선하는 것이 가능하다.
실시예들에 따른 급전 제어 방법은 다음의 부기들(Supplementary Notes)에 제시된 바와 같이 표현될 수도 있다.
(부기 1)
복수의 전원 전압들 중 하나를 선택하고 USB 인터페이스를 통해 급전 동작을 수행하는 급전 제어 방법으로서,
제1 디바이스에 관한 제1 보안 정보를 제2 디바이스에 송신하는 단계;
제2 디바이스에서 제1 보안 정보를 이용하여 제1 디바이스를 인증하는 단계; 및
인증이 성공적으로 수행되었을 때, 복수의 전원 전압들 중 하나를 선택하는 전압 선택 신호에 기초하여 제2 디바이스로부터 제1 디바이스에 급전하는 단계
를 포함하는 급전 제어 방법.
(부기 2)
부기 1에 따른 급전 제어 방법으로서,
제1 디바이스는 급전 동작 동안에 전류 용량을 제2 디바이스에 통지하는 케이블이고,
제2 디바이스는 전류 용량을 참조하고, 전압 선택 신호에 기초하여 급전하는 급전 제어 방법.
(부기 3)
부기 2에 따른 급전 제어 방법으로서,
제2 디바이스와, 케이블을 통해 제2 디바이스에 접속되는 제3 디바이스는 설정 라인을 통해 전압 선택 신호의 공급을 포함하는 전력 전달 통신을 수행하고,
제2 디바이스는 전류 용량을 참조하고, 전력을 제3 디바이스에 공급하는 급전 제어 방법.
(부기 4)
부기 3에 따른 급전 제어 방법으로서,
설정 라인을 통해 제3 디바이스에 관한 제2 보안 정보를 제2 디바이스에 송신하는 단계;
제2 디바이스에 의해, 제2 보안 정보를 이용하여 제3 디바이스를 인증하는 단계; 및
케이블 및 제3 디바이스가 성공적으로 인증되었을 때, 전력 전달 통신에서 확립된 전력을 케이블을 통해 제2 디바이스로부터 제3 디바이스에 공급하는 단계
를 포함하는 급전 제어 방법.
(부기 5)
부기 4에 따른 급전 제어 방법으로서,
설정 라인을 통해 제2 디바이스에 관한 제3 보안 정보를 제3 디바이스에 송신하는 단계;
제3 디바이스에 의해, 설정 라인을 통해 수신된 제1 보안 정보를 이용하여 케이블을 인증하고, 제3 보안 정보를 이용하여 제2 디바이스를 인증하는 단계; 및
케이블 및 제2 디바이스가 성공적으로 인증되었을 때, 전력 전달 통신에서 확립된 전력을 케이블을 통해 제3 디바이스로부터 제2 디바이스에 공급하는 단계
를 포함하는 급전 제어 방법.
(부기 6)
부기 5에 따른 급전 제어 방법으로서,
제2 디바이스 및 제3 디바이스가 서로 접속될 때, 제2 디바이스 및 제3 디바이스 중의 어느 것이 전원 전압을 공급하는 디바이스이고, 전원 전압을 수신하는 디바이스인지를 결정하는 단계; 및
전원 전압을 공급하는 디바이스에 의해, 전원 전압을 수신하는 디바이스를 인증하고, 인증이 성공적으로 수행되었을 때, 전력 전달 통신에서 확립된 전력을, 전원 전압을 수신하는 디바이스에 공급하는 단계
를 포함하는 급전 제어 방법.
(부기 7)
부기 1에 따른 급전 제어 방법으로서,
제1 보안 정보는 공개 키 인증 시스템에서의 공개 키 및 비밀 키를 포함하는 키 쌍이고,
제2 디바이스는 공개 키를 이용하여 시도 및 응답 시스템에 의해 제1 디바이스를 인증하는 급전 제어 방법.
(부기 8)
부기 1에 따른 급전 제어 방법으로서,
인증이 실패하였을 때, 미리 결정된 전원 전압이 제2 디바이스로부터 제1 디바이스에 공급되는 급전 제어 방법.
본 발명자들에 의해 행해진 본 발명은 실시예들에 기초하여 구체적으로 설명되었지만, 본 발명은 위에서 기재된 실시예들로 제한되지는 않고, 본 발명의 사상으로부터 이탈하지 않으면서, 다양한 방법들로 변경될 수도 있다는 것은 말할 필요도 없다.
상기 실시예들은 본 기술분야의 통상의 기술자에 의해 희망하는 바와 같이 조합될 수 있다.
본 발명은 수개의 실시예들의 측면에서 설명되었지만, 본 기술분야의 통상의 기술자들은 본 발명이 첨부된 청구항들의 사상 및 범위 내에서 다양한 수정들로 실시될 수 있고 본 발명은 위에서 설명된 예들로 제한되지는 않는다는 것을 인식할 것이다.
또한, 청구항들의 범위는 위에서 설명된 실시예들에 의해 제한되지는 않는다.
또한, 본 출원인의 의도는 수속 동안에 나중에 보정되더라도, 모든 청구항 구성요소들의 등가물들을 망라하기 위한 것이라는 것에 주목한다.

Claims (13)

  1. 복수의 전원 전압들(power supply voltages) 중 하나를 선택하며 USB 인터페이스를 통해 급전 동작(power feeding operation)을 수행하는 급전 시스템으로서,
    제1 보안 정보를 보유하는 제1 제어기를 포함하는 제1 디바이스; 및
    상기 제1 디바이스에 접속되고, 제2 제어기를 포함하고, 상기 복수의 전원 전압들 중 하나를 선택하는 전압 선택 신호를 수신하고, 상기 전압 선택 신호에 기초하여 급전 동작을 수행하는 제2 디바이스 - 상기 제2 제어기는 상기 제1 디바이스로부터 수신된 상기 제1 보안 정보를 이용하여 상기 제1 디바이스를 인증함 -
    를 포함하고,
    상기 제2 디바이스는, 상기 인증이 성공적으로 수행되었을 때, 상기 전압 선택 신호에 기초하여 상기 급전 동작을 수행하는 급전 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 디바이스는 통지 유닛을 포함하는 케이블이고, 상기 통지 유닛은 상기 급전 동작 동안에 전류 용량(current capacity)을 상기 제2 디바이스에 통지하고,
    상기 제2 디바이스는 상기 전류 용량을 참조하고, 상기 전압 선택 신호에 기초하여 상기 급전 동작을 수행하는 급전 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 제어기는 상기 통지 유닛에 제공되는 급전 시스템.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 케이블을 통해 상기 제2 디바이스에 접속된 제3 디바이스를 더 포함하고,
    상기 제2 디바이스 및 상기 제3 디바이스는 설정 라인을 통해 상기 전압 선택 신호의 공급을 포함하는 전력 전달 통신을 수행하고,
    상기 제2 디바이스는 상기 전류 용량을 참조하고, 전력을 상기 제3 디바이스에 공급하는 급전 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제3 디바이스는 제2 보안 정보를 보유하는 제3 제어기를 포함하고,
    상기 제2 제어기는 상기 설정 라인을 통해 수신된 상기 제2 보안 정보를 이용하여 상기 제3 디바이스를 인증하고,
    상기 제2 디바이스는, 상기 케이블 및 상기 제3 디바이스의 인증이 성공적으로 수행되었을 때, 상기 전력 전달 통신에서 확립된 전력을 상기 케이블을 통해 상기 제3 디바이스에 공급하는 급전 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제2 제어기는 제3 보안 정보를 보유하고,
    상기 제3 제어기는 상기 설정 라인을 통해 수신된 상기 제1 보안 정보를 이용하여 상기 케이블을 인증하며, 상기 설정 라인을 통해 수신된 상기 제3 보안 정보를 이용하여 상기 제2 디바이스를 인증하고,
    상기 제3 디바이스는, 상기 케이블 및 상기 제2 디바이스의 인증이 성공적으로 수행되었을 때, 상기 전력 전달 통신에서 확립된 전력을 상기 케이블을 통해 상기 제2 디바이스에 공급하는 급전 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 제어기는 공개 키 인증 시스템에서의 공개 키 및 비밀 키(private key)를 포함하는 키 쌍을 상기 제1 보안 정보로서 보유하고,
    상기 제2 제어기는 상기 제1 제어기로부터 수신된 상기 공개 키를 이용하여 시도 및 응답 시스템(challenge and response system)에 의해 상기 제1 디바이스를 인증하는 급전 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 인증이 실패하였을 때, 상기 제2 디바이스는 미리 결정된 전원 전압을 상기 제1 디바이스에 공급하는 급전 시스템.
  9. 복수의 전원 전압들 중 하나를 선택하며 USB 인터페이스를 통해 급전 동작을 수행하는 급전 시스템으로서,
    상기 전원 전압들 중 하나를 선택하기 위해 전력 전달 통신을 수행하는 설정 라인;
    상기 설정 라인에 접속되며, 제1 보안 정보를 보유하는 제1 제어기를 포함하는 제1 디바이스;
    상기 설정 라인에 접속되며, 제2 보안 정보를 보유하는 제2 제어기를 포함하는 제2 디바이스;
    상기 제1 디바이스에 제공되며, 상기 설정 라인을 통해 수신된 상기 제2 보안 정보를 이용하여 상기 제2 디바이스를 인증하는 제1 인증 유닛; 및
    상기 제2 디바이스에 제공되며, 상기 설정 라인을 통해 수신된 상기 제1 보안 정보를 이용하여 상기 제1 디바이스를 인증하는 제2 인증 유닛
    을 포함하고,
    상기 제1 디바이스 및 상기 제2 디바이스가 서로 접속될 때, 상기 제1 인증 유닛에 의한 상기 제2 디바이스의 인증 및 상기 제2 인증 유닛에 의한 상기 제1 디바이스의 인증 중 하나가 수행되고,
    상기 인증을 수행한 상기 제1 디바이스 또는 상기 제2 디바이스는, 상기 전력 전달 통신에서 확립된 전력을, 인증된 상기 제1 디바이스 및 상기 제2 디바이스 중 하나에 공급하는 급전 시스템.
  10. 급전 시스템으로서,
    제1 보안 정보를 보유하는 제1 제어기를 포함하는 제1 디바이스; 및
    설정 라인을 통해 서로 접속되며, 상기 설정 라인을 통해 전원에 관한 통신을 수행하는 제2 디바이스와 제3 디바이스
    를 포함하고,
    상기 제2 디바이스는, 상기 제1 제어기로부터 상기 제1 보안 정보를 수신하고 상기 제1 보안 정보를 이용하여 상기 제1 디바이스를 인증하는 제2 제어기를 포함하고,
    상기 제1 디바이스가 상기 제2 디바이스에 의해 성공적으로 인증되었을 때, 상기 통신에 의해 소스 측 디바이스로서 인식되었던 상기 제2 디바이스 및 상기 제3 디바이스 중 하나의 디바이스는, 싱크 측 디바이스로서 인식되었던 상기 제2 디바이스 및 상기 제3 디바이스 중 다른 하나의 디바이스로부터의 전압 선택 신호에 기초하여 상기 제1 디바이스를 통해 상기 싱크 측 디바이스에 급전하는 급전 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 제어기는 상기 설정 라인에 접속되며, 상기 설정 라인을 통해 상기 제1 보안 정보를 상기 제2 디바이스에 송신하는 급전 시스템.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 제3 디바이스는 제2 보안 정보를 보유하는 제3 제어기를 포함하고,
    상기 제2 제어기는 상기 제3 제어기로부터 상기 제2 보안 정보를 수신하며, 상기 제2 보안 정보를 이용하여 상기 제3 디바이스를 인증하고,
    상기 제1 디바이스 및 상기 제3 디바이스가 상기 제2 디바이스에 의해 성공적으로 인증되었을 때, 상기 소스 측 디바이스로서 인식되었던 상기 제2 디바이스 및 상기 제3 디바이스 중 하나의 디바이스는, 상기 싱크 측 디바이스로서 인식되었던 상기 제2 디바이스 및 상기 제3 디바이스 중 다른 하나의 디바이스로부터의 전압 선택 신호에 기초하여 상기 싱크 측 디바이스에 급전하는 급전 시스템.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 제2 디바이스 및 상기 제3 디바이스는 상기 설정 라인과는 상이한 전원 라인에 의해 서로 접속되고, 상기 소스 측 디바이스로서 인식되었던 상기 제2 디바이스 및 상기 제3 디바이스 중 하나의 디바이스는, 상기 전압 선택 신호에 기초한 전압을, 상기 싱크 측 디바이스로서 인식되었던 상기 제2 디바이스 및 상기 제3 디바이스 중 다른 하나의 디바이스에 상기 전원 라인을 통해 출력하는 급전 시스템.
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