유에스비 허브와 아이아이씨 방식으로 인터페이스되는 디바이스 베이 장치

본 발명은 디바이스 베이 장치에 관한 것이다.

보다 상세하게는 디바이스 베이 컨트롤러(Device bay controller: 이하 'DBC'라 약칭한다)와 유에스비(Universal serial bus: 이하 'USB' 라 악칭한다) 허브와의 인터페이스를 USB 인터페이스 대신 기존의 아이아이씨 방식(이하 'IIC 방식' 이라 약칭한다)을 사용하여 USB 허브에 내장된 허브 컨트롤러로 DBC를 제어해줌으로써 베이 컨트롤러 및 이를 포함하는 디바이스 베이 장치의 로직을 간단히 구성할수 있을 뿐만 아니라 이에 따른 장치의 가격을 줄일 수 있는 USB 허브와 IIC 방식으로 인터페이스되는 디바이스 베이 장치에 관한 것이다.

최근 멀티미디어 컴퓨터, 홈 네트워크(Home network) 등과 같은 새로운 형태의 컴퓨터 환경과 컴퓨터를 중심으로한 통신환경이 대두되면서 컴퓨터가 제어하게 되는 주변기기가 급속히 증가하게 되었다.

이에따라 현재와 같은 컴퓨터와 주변기기의 1:1 접속방법으로는 주변기기의 확장성이라는 측면에서 포화상태에 다달았다는 판단하에 컴퓨터와 전화관련 업체 및 모니터 업체가 주도가 되어 새로운 개념의 컴퓨터와 주변기기의 접속방안을 강구하게 되었다.

그 결과, 중저속 데이터 전송용의 USB와 고속 데이터 전송용의 IEEE1394가 컴퓨터를 중심으로한 새로운 통신 프로토콜(Protocol)로, 그리고 USB와 IEEE1394를 채용하는 디바이스 베이(Device bay)가 컴퓨터와 주변기기 사이의 새로운 접속매체로서 표준으로 부각되고 있다.

USB와 IEEE1394는 응용 프로그램의 증가에 따라 최근들어 개인용 컴퓨터 시스템(이하 'PC' 라 약칭한다)에 부착하는 각종 주변기기들이 늘어나면서 PC슬룻이 수용할 수 있는 한계를 초과하게 되고, 각기 그 형상이 다른 주변기기들의 커넥터들을 통일화 함으로써 사용자들에게 PC운용의 편리함을 주고자 PC와 전화관련 업체 및 모니터 업체가 주도가 되어 지원하려는 핫플러깅(Hot plugging) 또는 핫 플러그-앤드-플레이(Hot plug-and-play) 개념의 새로운 통신 프로토콜이다.

여기서, USB는 각종 모뎀, 프린터, 조이스틱, 마우스, 키보드, 스캐너등과 같은 데이터 전송속도가 12[Mbps]이하의 중저속인 기기에 적용되며, IEEE1394는 디지털 카메라, 비디오 카세트 테이프 레코더, 광디스크 재생기 등과 같이 데이터 전송속도가 100-400[Mbps]정도인 고속의 기기에 적용된다.

디바이스 베이 장치(Device bay system)는 일반 사용자가 PC의 주변기기와 같은 디바이스를 추가하거나 기능향상(Upgrade)을 하려고 하는 경우 PC본체의 샤시를 열지않고도 마치 비디오 테이프를 넣거나 빼는 것처럼 디바이스를 삽입 및 제거 할 수 있도록 구성된 비디오 테이프에 대응하는 비디오 카세트 테이프 레코더(VCR)와 같은 개념의 PC의 주변기기와 같은 디바이스에 대응하는 장치를 말하며, 이러한 디바이스 베이의 존재 형태는 PC에 삽입될 수도 있고 별도로 존재할 수도 있는데, 디바이스 베이(Device bay)라 하기도 한다.

이와같은 기능을 구현하기 위한 디바이스 베이 장치는 이에 삽입되는 디바이스와 PC와의 통신수단으로 IEEE1394 또는 USB를 이용하여 데이터, 제어신호 및 전력을 주고 받게 되어있다.

따라서 향후 사용자는 어떠한 주변기기라도 USB와 IEEE1394 및 디바이스 베이에 의해서 아무런 사전지식 없이 쉽게 PC에 멀티미디어 환경의 주변기기를 연결하여 사용할 수 있게 될 것이다.

한편, 이와같은 디바이스 베이를 제어하기 위해서는 IEEE1394 및 USB 인터페이스부 등을 포함하는 DBC가 요구된다.

도 1은 종래의 USB 허브 및 IEEE1394의 물리적 계층과 인터페이스 되는 디바이스 베이 장치를 나타낸 블록 구성도이다.

도시된 바와 같이 종래의 USB 허브 및 IEEE1394의 물리적 계층과 인터페이스되는 디바이스 베이 장치는 하나 이상의 베이(22)(23) 및 베이(22)(23)의 상태를 제어하는 DBC(21)를 포함하는 디바이스 베이 장치(20)와, 통상 'USB 허브 컨트롤러(USB hub controller)' 라 불리는 자체 컨트롤러의 기능으로 디바이스 베이 장치(20)와 인터페이스되며 베이(22)(23)에 삽입 또는 제거되는 디바이스와 PC사이의 중저속 통신에 있어서 매개체의 역할을 하는 USB 허브(10)와, 디바이스 베이 장치(20)와 인터페이스되며 베이(22)(23)에 삽입 또는 제거되는 디바이스와 PC사이의 고속 통신에 있어서 매개체의 역할을 하는 IEEE1394의 물리적 계층(Pysical 1ayer)(30)으로 구성된다.

또한 디스플레이장치처럼 IIC 인터페이스를 통해 USB 허브(10)와 통신하는 디바이스의 통신을 제어하는 마이크로 컴퓨터를 포함하는 IIC 디바이스(40)가 부가될 수 있다.

이러한 구성요소를 갖는 종래의 USB 허브 및 IEEE1394의 물리적 계층과 인터페이스 되는 디바이스 베이 장치의 각 구성요소의 역할 및 동작은 다음과 같다.

디바이스 베이 장치(20)의 베이(22)(23)에는 PC의 주변기기와 같은 디바이스가 삽입 또는 제거되는데, DBC(21)는 삽입된 디바이스의 핫플러깅(Hot plugging) 구현을 위해 디바이스의 삽입 및 제거여부를 USB 허브(10)에 전달함과 함께 디바이스의 삽입 또는 제거에 따른 전력의 공급을 제어하고, 이와같은 동작의 결과를 레지스터에 임시로 저장한다. 뿐만 아니라 USB 허브(10)와 IEEE1394의 물리적 계층(30)사이의 통신에 대해서도 인터페이스해준다.

USB 허브(10)는 중저속 데이터 전송용 디바이스(이하 'USB 디바이스' 라 한다)가 장착되는 포트를 가지고 여기에 장착되는 디바이스 또는 디바이스 베이 장치(20)의 특정 베이에 삽입된 USB 디바이스가 PC의 또다른 주변기기 또는 PC와 통신이 가능하도록 하게 해주며 USB 허브 컨트롤러를 포함한다.

IEEE1394의 물리적 계층(30)은 디바이스 베이 장치(20)의 특정 베이에 삽입된 고속 데이터 전송용 디바이스(이하 'IEEE1394 디바이스' 라 한다)가 PC의 주변기기 또는 PC와 통신이 가능하도록 IEEE1394 신호전송선을 통하여 신호를 전송하는 역할을 하는데, 디바이스 베이 장치(20)를 비롯한 IEEE1394 디바이스가 장착되는 포트를 가진다.

그리고 IIC 디바이스(40)의 마이크로 컴퓨터는 디스플레이장치처럼 IIC 방식으로 USB 허브(10)와 통신하는 디바이스에 내장되어 통신을 제어하는 구성요소로서, 고유한 종속 어드레스(Slave address)를 가지며 USB 허브(10)로부터 전송되는 데이터를 받아 디바이스를 제어한다.

이와같은 역할을 하는 구성요소로 이루어진 종래의 USB 허브 및 IEEE1394의 물리적 계층과 인터페이스 되는 디바이스 베이 장치의 동작은 다음과 같다.

먼저, 베이(22)(23)에 USB 디바이스 또는 IEEE1394를 이용하는 디바이스가 삽입되는 경우 이에 해당하는 신호가 DBC(21)로 전송되는데, 예를 들면 디바이스가 베이(22)(23)에 접속되는 순간 디바이스의 커넥터 핀 중 USB PRSN(Presence) 핀이나 1394 PRSN 핀이 접지되게 되고, 이 접지신호가 DBC(21)로 전송된다.

DBC(21)는 디바이스의 삽입에 따른 신호(Device insertion signal)를 발생시켜 USB 인터페이스 로직을 통해 USB 허브(10)로 전송하고, USB 허브(10)는 이에 따른 신호를 PC로 전송한다.

디바이스의 삽입에 따른 신호를 전송받은 PC는 디바이스가 삽입되었음을 인식하게 되며, 베이(22)(23)로부터 디바이스가 쉽게 제거되지 않도록 해주는 디바이스 록킹(Locking)등의 명령 데이터를 USB 허브(10)를 통해 DBC(21)로 전송한다.

PC로부터 명령 데이터를 전송받은 DBC(21)는 베이(22)(23)에 삽입된 디바이스로 전력을 공급해주게 되며, 이외의 베이(22)(23)의 상태를 나타내는 데이터들을 임시 기억소자이며 미도시된 디바이스 베이 레지스터 로직부에 저장하게 된다.

이와 같은 순서로 디바이스는 베이(22)(23)에 정상적으로 삽입이 완료되어 동작되게 되며(Hot plugging), 이후 베이(22)(23)에 장착된 USB 디바이스 또는 IEEE1394 디바이스는 DBC(21)를 통하지 않고 각각 USB 허브(10)와 IEEE1394의 물리적 계층(30)을 통하여 직접 PC와 통신하여 정상적인 동작을 수행하게 된다.

베이(22)(23)로부터 USB 디바이스 또는 IEEE1394 디바이스가 제거되는 경우는 사용자가 베이(22)(23)에 장착된 디바이스 제거 버튼을 누름에 따라 PC와 연동되어 베이(22)(23)에 삽입되어 있던 디바이스의 제거동작이 수행되게 된다.

먼저, 사용자에 의해 디바이스 제거 버튼이 눌려지게 되면 베이(22)(23)로부터 이에 해당하는 신호가 발생하여 DBC(21)로 전송되고, DBC(21)는 디바이스 제거 요구신호(Device removal request signal)를 USB 인터페이스 로직을 통해 USB 허브(10)로 전송하고, USB 허브(10)는 이에 따른 신호를 PC로 전송한다.

USB 허브(10)로부터 디바이스 제거를 요구하는 신호를 전송받은 PC는 베이(22)(23)로부터 디바이스가 제거될 수 있도록 해주는 디바이스 언록킹(Un-locking)등과 같은 디바이스를 제거하는데 필요한 조치를 취한 후, 제거를 승인하는 신호를 USB 허브(10)를 통해 DBC(21)로 전송한다.

PC로부터 디바이스 제거를 승인하는 신호를 전송받은 DBC(21)는 베이(22)(23)에 삽입된 디바이스로 공급되던 전력을 끊고 베이(22)(23)로부터 디바이스를 외부로 제거하도륵 하는 명령을 베이(22)(23)로 전송해준다.

DBC(21)는 이외에도 디바이스가 제거된 베이(22)(23)의 상태를 나타내는 데이터들을 임시 기억소자이며 미도시된 디바이스 베이 레지스터 로직부에 저장하게 된다.

이와같은 일련의 동작이 수행되고 나면 베이(22)(23)로부터 디바이스가 외부로 축출되어 나오게 되며, 사용자는 다바이스를 제거할 수 있게 된다.

한편, 디바이스의 삽입 및 제거와 같은 디바이스 베이 장치의 기본동작 외에 디스플레이장치는 USB 허브(10)의 한 포트를 할당받고는 있지만 그 통신은 IIC 방식을 채택하고 있기 때문에 미도시된 디스플레이장치의 USB 허브는 IIC 방식으로서 IIC 디바이스(40)의 마이크로 컴퓨터와 인터페이스되어 있다.

그러나, 상술한 것과 갈은 구성 및 동작을 하는 종래의 USB 허브 및 IEEE1394의 물리적 계층과 인터페이스 되는 디바이스 베이 장치는 다음과 같은 문제점을 가지고 있었다.

즉, 종래 디바이스 베이 장치(20)의 DBC(21)는 USB의 한 디바이스로 취급되며 이에 따라 USB 허브(10)의 한 포트를 차지하였으므로 DBC(21) 역시 USB 디스크립터(Descriptor)와 같은 USB에 의한 통신에 필요한 USB 코어(Core)를 내장하고 있어야 했다.

따라서 DBC의 회로구성이 복잡했으며, DBC 및 DBC를 포함하는 디바이스 베이 장치의 가격도 비싸다는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 DBC를 USB의 한 디바이스로 구성하지 않고 USB 허브에 의해 IIC 방식으로 제어되도록 함으로써 디비이스 베이 장치의 DBC의 로직부를 간단하게 구성할 수 있으며, 이와 아울러 DBC 및 이를 포함하는 디바이스 베이 장치의 가격을 줄일 수 있는 USB 허브와 IIC 방식으로 인터페이스되는 디바이스 베이 장치를 제공함에 있다.

도 1은 종래의 USB 허브 및 IEEE1394의 물리적 계층과 인터페이스 되는 디바이스 베이 장치를 나타낸 블록 구성도.

도 2는 본 발명에 따른 USB 허브와 IIC 방식으로 인터페이스되는 디바이스 베이 장치를 나타낸 블록 구성도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : USB 허브 20 : 디바이스 베이 장치

21 : 디바이스 베이 컨트롤러(DBC) 22 : 베이 0

23 : 베이 1

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 USB 허브와 IIC 방식으로 인터페이스되는 디바이스 베이 장치의 특징은 하나 이상의 중저속 데이터 전송용 디바이스의 장착을 위한 포트를 가지며, 상기 포트에 직접 장착되는 디바이스 또는 상기 포트에 장착되는 디바이스 베이 장치에 삽입되는 디바이스가 컴퓨터 시스템의 주변기기 또는 컴퓨터 시스템과 통신이 가능하도록 해주는 USB 허브와, IIC 방식으로 USB 허브와 통신하고 USB 허브와 IEEE1394의 물리적 계층 사이의 통신에 대해서도 인터페이스해줄 뿐만 아니라 IEEE1394의 물리적 계층과도 통신하며, 컴퓨터 시스템의 주변기기와 같은 디바이스가 삽입 또는 제거될 수 있는 디바이스 베이 장치로 구성된 것에 있다.

이하, 본 발명에 따른 USB 허브와 IIC 방식으로 인터페이스되는 디바이스 베이 장치의 바람직한 하나의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 USB 허브와 IIC 방식으로 인터페이스되는 디바이스 베이 장치를 나타낸 블록 구성도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 USB 허브와 IIC 방식으로 인터페이스되는 디바이스 베이 장치는 하나 이상의 포트를 가지며, 한 포트에는 PC와 접속되고 또 다른 포트에는 IIC 방식의 디바이스와 디바이스 베이 장치(20)가 공동으로 접속되며 나머지 포트에는 USB 디바이스가 접속되게 되는 USB 허브(10)와, USB 허브(10)와 각각 데이터 및 제어신호 등을 주고 받을 수 있도록 접속되는 DBC(21) 및 복수개의 베이(22)(23)를 포함하는 디바이스 베이 장치(20)로 구성된다.

여기서, 디바이스 베이 장치(20)는 삽입되는 고속용 디바이스와 PC와의 통신을 위해 미도시된 IEEE1394의 물리적 계층과도 접속되게 된다.

이와 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 USB 허브와 IIC 방식으로 인터페이스되는 디바이스 베이 장치는 그 구성상 도 1에 도시된 종래의 USB 허브 및 IEEE1394의 물리적 계층과 인터페이스 되는 디바이스 베이 장치와 전체적으로 유사하며, 단지 USB 허브(10)의 한 포트에 IIC 방식의 디바이스와 디바이스 베이 장치(20)가 공동으로 접속되는 것만이 다를 뿐이다.

이러한 각 구성요소의 역할 및 작용은 다음과 같다.

먼저, 디바이스 베이 장치(20)는 PC의 주변기기와 같은 디바이스가 삽입 또는 제거되며, 디바이스의 핫플러깅(Hot plugging) 구현을 위한 요구신호를 USB 허브(10)에 전달하고 디바이스에 공급되는 전력을 제어하고, 동작의 결과를 매부 기억장치에 임시로 저장하며, USB 허브(10)와 IEEE1394의 물리적 계층 사이의 통신에 대해서도 인터페이스해주는 역할을 수행하는데, USB 허브(10)와는 종래의 USB 인터페이스 대신 기존의 IIC 디바이스와 신호라인을 공유하여 IIC 인터페이스이 의해 통신하게 된다.

또한 디바이스 베이 장치(20)는 IEEE1394의 물리적 계층을 통해 고속용 디바이스와 PC와의 통신을 구현하기도 한다.

디바이스 베이 장치(20)는 다시 USB 디바이스 또는 IEEE1394 디바이스가 삽입에 의해 장착될 수 있는 한 개 이상의 베이(22)(23)와, 베이(22)(23)에 USB 디바이스 또는 IEEE1394 디바이스가 삽입 또는 제거되는 경우 베이(22)(23)로부터 이에 해당하는 신호를 입력받아 IIC 방식으로 USB 허브(10)를 통해 컴퓨터 시스템으로 전달하며, 상기 베이(22)(23) 및 베이(22)(23)에 삽입되는 디바이스에서 필요로 하는 전력을 공급해줄 뿐만 아니라 베이(22)(23)의 상태를 레지스터와 같은 내부 기억장치에 임시저장하는 DBC(21)로 구성된다.

한편, 디바이스 베이 장치(20)는 PC의 본체에 장착될 수도 있고 디스플레이장치에 장착될 수도 있으며, PC 또는 디스플레이장치와는 별도로 구비될 수도 있다.

즉, USB 허브(10)는 하나 이상의 포트에 장착되는 디바이스 또는 디바이스 베이 장치(20)에 삽입되는 디바이스가 PC의 또다른 주변기기 또는 PC와 통신이 가능하도 록 제어하는데, 이를 위해 미도시된 USB 허브 컨트롤러를 내장한다.

여기서, USB 컨트롤러는 USB 인터페이스 뿐만 아니라 IIC 방식을 사용하는 디바이스를 위한 IIC 인터페이스도 제어한다.

상술한 바처럼 본 발명에 따른 장치의 구성요소들은 USB 허브(10)와 디바이스 베이 장치(20)가 IIC 방식으로 인터페이스되는 것을 제외하면 각 구성요소들의 기본적인 역할은 종래의 USB 허브 및 IEEE1394의 물리적 계층과 인터페이스 되는 디바이스 베이 장치와 대동소이 하며, 디바이스 베이 장치(20)내의 각 베이들(22)(23)은 그 작용뿐만 아니라 신호적인 접속도 동일하다.

따라서 본 발명 특유의 구성요소 및 작용에 대해서만 상세히 설명하기로 한다.

본 발명 특유의 구성은 DBC(21)와 USB 허브(10)와의 인터페이스를 USB 인터페이스 대신 기존의 IIC 방식을 사용하여 USB 허브(10)에 내장된 허브 컨트롤러로 DBC(21)와 통신을 하게 한 것에 있다.

USB 허브(10) 내부에 있는 IIC를 갖는 허브 컨트롤러는 PC에서 얻은 정보를 각각 분리된 종속 어드레스를 이용하여 DBC(21)로 전송하고, DBC(21)는 PC에서 온 USB 데이터가 IIC 방식으로 전해지면 이 데이터를 디코드(Decode)하여 DBC(21)의 내부 회로를 제어하게 된다.

이때, IIC 방식을 사용하는 USB 허브(10)의 한 포트에 접속되는 디바이스의 한 예로 PC 의 주변기기인 디스플레이장치를 들 수 있는데, 디스플레이장치가 가진 또다른 USB 허브는 IIC로서 디스플레이장치 내부의 마이크로 컴퓨터와 인터페이스 되게 된다.

결과적으로, 본 발명의 장치는 이와같이 기존에 사용되는 IIC 방식의 인터페이스 신호선을 디바이스 베이 장치(20)와 공유하도록 한 것으로, 하나의 신호선으로 두 곳을 제어할 수 있도록 해주는 것이다. 즉, USB 허브(10)에서 내보내는 데이터중 IIC 방식에서의 종속 어드레스를 달리 지정해줌으로써 IIC 디바이스 또는 디바이스 베이 장치(20)가 선택되게 되고, 각각 다른 데이터를 IIC 디바이스의 마이크로 컴퓨터와 DBC(21)에 보낼 수 있다.

따라서, DBC(21)와 마이크로 컴퓨터는 자기의 어드레스로 된 데이터만 인식하여 사용하게 됨으로써 신호선을 공유하게 되는 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 본 발명에 따른 USB 허브와 IIC 방식으로 인터페이스되는 디바이스 베이 장치에 의하면, DBC와 USB 허브와의 인터페이스를 USB 인터페이스 대신 기존에 존재하는 IIC 방식을 그대로 사용함으로써 DBC 및 이를 포함하는 디바이스 베이 장치의 로직을 간단히 구성할 수 있을 뿐만 아니라 어에 따른 장치의 가격을 줄일 수 있는 효과가 있다.