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USB(Universal Serial Bus)는 1995년에 등장한 인터페이스로 이론적으로 무려 127개 까지의 장치를 연결할 수 있다. USB 기준에 의하면 A타입은 컴퓨터 혹은 호스트쪽 업스트림에 연결하고 B타입은 각각의 다운스트림 장치들로 연결하도록 권장하고 있다.
▲ USB 커넥터의 규격
- USB 인터페이스의 특징 #1
USB 장치들은 USB 호스트에 연결하여 사용하게 된다. USB의 물리적인 연결법은 스타(Star)구조로 USB 허브가 그 중심에 놓여지는 구조를 갖고 있다. 몇몇 모니터의 경우 USB 허브를 내장한 제품을 기억할 수 있을 것이다.
- USB 인터페이스의 특징 #2 높은 전력을 요구하는 프린터나 스캐너 같은 장비는 별도의 전원공급장치를 내장하고 있지만, 마우스나 웹캠같이 낮은 전력을 소비하는 장치들은 주로 5V의 전압에 500mA 정도의 전류를 소비한다. 이정도의 전압은 USB를 통해 이루어질 수 있어 별도의 전원없이도 주변기기들을 연결하여 사용할 수 있다.
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- Hi-Speed USB (USB 2.0)
Hi-Speed USB(USB 2.0) 표준은 컴팩, HP, 인텔, 루센트(Lucent), 마이크로소프트, NEC, 필립스등 업계선두기업들이 개발에 참여하여 지난 2000년경 발표되었다. USB 2.0은 멀티미디어나 스토리지장치를 위해 대역폭이 기존 방식에 비해 무려 40배의 데이터 처리량이 증가된 고속 인터페이스었다. 또한 기존 방식과 완벽하게 하위호환되어 케이블이나 커넥터의 변경이 불필요하다.
(참고)전송률에 따른 5Mbps,15Mbps,480Mbps의 3가지 모드가 존재하는데 각각 로우 스피드(Low-Speed), 풀 스피드(Full-Speed), 하이스피드(Hi-Speed)로 부르고 있다.
기존 USB 1.1방식이 1.5Mbps의 Low-Speed ,12Mbps의 Full-Speed 의 두가지 모드만 지원하였는데, 새로이 480Mbps의 Hi-Speed 모드가 추가되어 총 세가지 모드가 가능해졌다. 이같은 이유는 고속의 장치들 뿐만 아니라 낮은 대역폭을 필요로 하는 마우스나 키보드같은 장치들을 위한 것이기도 하며 무엇보다도 하위호환성을 염두해 둔 것임을 알 수 있다.
USB는 범용성을 목적으로 다양한 기기를 저렴한 개발비용으로 연결하는 인터페이스로 도입되었고, 자주 비교되곤 하는 IEEE-1394는 USB 2.0에 비해 고비용의 인터페이스로 데이터 스토리지 환경에 기술적인 초점이 맞추었기 때문에 IEEE-1394과 USB 2.0을 최대 전송율의 부분적 측면으로 비교하는 것은 별로 권장할 만하진 않다.
- 운영체제의 지원
USB 2.0을 사용하기 위해서는 칩셋과 함께 해당 운영체제가 이를 지원해야한다. 비교적 최신 기술인 USB 2.0은 아쉽게도 윈도우즈 9x계열이나 NT 4.0에선 사용이 불가능하며(USB 1.1로 하위호환되어 동작하게됨), 윈도우즈 2000,XP,2003 류의 운영체제가 이를 지원한다.
usb.org에서는 USB 2.0의 3가지모드를 테스트할 수 있는 툴(링크)을 인텔에서도 시스템의 USB인터페이스가 정상적으로 동작하는지 여부를 알 수 있도록 OS, 하드웨어, USB 드라이버 지원여부를 테스트하는 어플리케이션을 제공하고 있다(다운로드).
- 하드웨어적인 준비
▲ 최근엔 USB 2.0을 기본적으로 지원하는 메인보드가 주류
USB가 이처럼 대중적으로 사용되게 이유는 127개에 달하는 장치를 연결할 수 있는 확장성과 바로 핫 스왑(Hot- Swap)을 지원하기 때문이다. USB 2.0 이 막 선보였을 당시에는 별도의 애드온 카드를 사용하였지만 최근 소개되는 대부분의 메인보드들은 사우스브리지(South-Bridge)내에 USB 컨트롤러를 내장하고 있어 간단히 이를 지원하고 있다.
위 이미지는 사우스 브리지에 USB 2.0을 최초로 적용한 각 칩셋 제조사들의 제품들로 인텔(ICH5-82801EB), NVIDIA(MCP), VIA(VT8235), SiS(963L), ATI(IXP150), Ali(M1563) 의 사우스브리지들이다.
- 메인보드의 USB 헤더연결
최근에는 케이스 전면등으로 USB단자를 연결할 수 있는 편의를 제공하고 있다. 이를 위해 메인보드에 존재하는 USB 헤더를 케이블과 연결해 주자.
▲ 각핀의 기능
USB 인터페이스가 초기 선보였을 때는 이 핀의 배열이 약간 다른 메인보드가 존재하였다. 이 때문에 전면패널과 연결을 담당하는 9개의 커넥터가 쪼개어져서 제공되는 케이스 제품도 있다 (지금도 다수존재한다). 그러나 현재는 USB 인터페이스가 정착되고 있어 위와같은 표준화된 핀 배열을 갖는다.
- USB 에 대한 몇가지 궁금증들
1. USB 방식의 키보드를 사용하고 있습니다. 그런데 BIOS 화면으로 들어가지질 않거든요?
만약 BIOS상에서 USB Support지원 옵션을 켜지 않은 상태라면 현재 사용하는 USB방식 키보드로는 들어갈 수가 없습니다. 기존 PS/2방식의 키보드로 BIOS에 들어간후 이 옵션을 켜주세요. 1998년 이전에 만들어진 모델을 사용한다면 BIOS상에 이 옵션이 없을 수 있습니다.
2. 장치를 연결하는데 케이블 길이에는 제한이 있나요?
USB 스펙에 따르면 풀스피드(15Mbps)에서의 장치간 케이블 거리는 5m로 제한하고 있으며, 이보다 낮은 속도의 장치는 3m로 제한하고 있습니다. 또한 만약 5포트 USB 허브에 5m 길이의 케이블을 사용하는 장치들이 연결되어있다면 총 25m로 길이 제한을 만족시키게 됩니다.
3. USB 로 두 대의 컴퓨터를 연결하여 사용할 수 있을까요?
컴퓨터간 연결을 하기 위해서는 USB-브리지(USB to USB 어탭터)를 사용해면 됩니다. 비용이 조금들더라도 컴퓨터간 공유나 통신을 하길 원한다면 USB-브리지를 사용해야 하며, 일반적인 USB 케이블(양쪽이 A 타입인 케이블)을 사용하면 전원쪽에 문제가 발생해 화재가 날 가능성도 있으니 무턱대고 꼽지 마세요.
4. 그럼 왜 양쪽 모두 'A'타입인 USB 케이블을 만드나요?
많은 케이블 제조사들이 생각하기에 USB를 단지 속도만 빠른 시리얼 포트정도로 여기나 봅니다. 사실 규격대로라면 길이만 다른뿐 양쪽끝이 A, B 타입인 케이블을 사용해야합니다.