USB는 장치 연결을 위한 보편적인 표준이 아닙니까? 글쎄요.
USB(Universal Serial Bus)는 연결용 버스에서 통신 프로토콜을 사용하여 1990년대 중반에 개발된 산업 표준입니다. 통신 및 전력 공급을 위해 컴퓨터 주변 장치(키보드 및 프린터 포함)를 개인용 컴퓨터에 연결하는 것을 표준화하도록 설계되었습니다.
하지만 어떻게 그렇게 합니까? 왜 필요한가요? 기술을 살펴보고 알아봅시다.
범용 직렬 버스(USB)의 의미 이해
표준화된 장치 연결
USB는 장치를 컴퓨터나 다른 장치에 연결할 수 있는 표준화된 연결입니다. 다양한 장치의 연결성을 향상하고 서로 통신할 수 있도록 하기 위한 것입니다. USB는 업계에서 널리 사용되며 장치를 개인용 컴퓨터에 연결하는 데 선호되는 방법입니다.
USB 장치용 프로토콜 설정
USB는 장치가 서로 통신할 수 있도록 프로토콜을 설정합니다. 이를 통해 장치는 대량의 데이터를 요청하고 수신할 수 있습니다. 예를 들어, 키보드는 컴퓨터에 문자를 입력하라는 요청을 보낼 수 있으며 컴퓨터는 문자를 다시 키보드로 보내 표시합니다.
다양한 장치 연결
USB는 하드 드라이브 및 플래시 드라이브와 같은 미디어 장치를 포함하여 다양한 장치를 연결할 수 있습니다. 또한 장치의 자발적인 구성을 허용하기 위한 것입니다. 즉, 장치가 연결되면 컴퓨터를 다시 시작할 필요 없이 자동으로 검색하고 구성할 수 있습니다.
USB의 물리적 구조
USB는 평평한 직사각형으로 구성되어 있습니다. 커넥터 컴퓨터 또는 허브의 포트에 삽입합니다. 정사각형 및 기울어진 외부 커넥터를 포함하여 다양한 유형의 USB 커넥터가 있습니다. 업스트림 커넥터는 일반적으로 제거 가능하며 케이블을 사용하여 컴퓨터나 허브에 연결합니다.
USB 전압 및 최대 대역폭
최신 USB는 최대 전압 5볼트와 최대 대역폭 10Gbps를 지원합니다. USB 구조에는 다음 인터페이스가 포함됩니다.
- 호스트 컨트롤러 드라이버(HCD)
- 호스트 컨트롤러 드라이버 인터페이스(HCDI)
- USB 장치
- USB 허브
대역폭 관리 및 고객 요구 사항 충족
USB 프로토콜은 장치 간의 상호 연결을 처리하고 데이터가 가능한 한 빨리 전송되도록 대역폭을 관리합니다. 사용 가능한 대역폭은 USB 장치의 기술 사양에 따라 다릅니다. USB 소프트웨어는 데이터 흐름을 관리 및 제어하고 USB의 숨겨진 부분 간의 통신을 실현합니다.
USB 파이프로 데이터 전송 촉진
USB는 장치 간의 데이터 전송을 용이하게 하는 파이프로 구성됩니다. 파이프는 소프트웨어와 하드웨어 간에 데이터를 전송하는 데 사용되는 논리 채널입니다. USB 파이프는 장치와 소프트웨어 간에 데이터를 전송하는 데 사용됩니다.
USB의 진화: 기본 연결에서 글로벌 표준으로
USB의 초창기
USB 장치는 원래 다양한 주변 장치로 컴퓨터를 설정하는 방법으로 개발되었습니다. 초창기에는 병렬과 직렬의 두 가지 기본 USB 종류가 있었습니다. USB의 개발은 1994년에 시작되었으며, 근본적으로 PC와 여러 장치를 쉽게 연결할 수 있도록 하는 것이 목표였습니다.
병렬 및 직렬 연결을 괴롭히는 주소 지정 및 유용성 문제는 연결된 장치의 소프트웨어 구성을 허용하고 더 큰 플러그 앤 플레이 기능을 허용하므로 USB로 단순화되었습니다. Ajay Bhatt와 그의 팀은 Intel에서 생산한 USB를 지원하는 집적 회로를 연구했습니다. 최초의 USB 인터페이스는 1996년 XNUMX월에 전 세계적으로 판매되었습니다.
USB 1.0 및 1.1
USB의 초기 개정판이 널리 채택되었고 이로 인해 Microsoft는 USB를 PC의 표준 연결 방법으로 지정하게 되었습니다. USB 1.0 및 1.1 사양은 최대 전송 속도가 12Mbps인 낮은 대역폭 연결을 허용했습니다. 이는 병렬 및 직렬 연결에 비해 크게 개선된 것입니다.
1998년 1.1월에 새로운 표준을 준수하는 최초의 USB XNUMX 장치가 등장했습니다. 그러나 주변 장치를 "A" 커넥터로 알려진 연결 소켓에 묶인 것으로 취급하여 설계가 방해를 받았습니다. 이로 인해 주변 장치에 보다 유연하게 연결할 수 있는 "B" 커넥터가 개발되었습니다.
USB 2.0
2000년 2.0월에 USB 480이 도입되어 최대 전송 속도가 XNUMXMbps인 더 높은 대역폭 연결에 대한 지원이 추가되었습니다. 이로 인해 소형 커넥터 및 USB 플래시 드라이브와 같은 더 작은 디자인이 개발되었습니다. 더 작은 디자인은 더 큰 휴대성과 편의성을 허용했습니다.
USB 3.0 및 그 이상
USB 3.0은 2008년 5월에 도입되었으며 최대 전송 속도는 2.0Gbps입니다. 이것은 USB 3.1에 비해 크게 개선되었으며 더 빠른 데이터 전송 속도를 허용했습니다. USB 3.2 및 USB XNUMX는 나중에 더 높은 전송 속도로 도입되었습니다.
패키지에 포함된 변경 알림 및 중요한 ECN(엔지니어링 변경 알림)과 함께 USB 엔지니어링에 대한 수정이 수년에 걸쳐 이루어졌습니다. USB 케이블도 별도의 USB 연결 없이 장치 간 통신이 가능한 칩 간 케이블이 도입되면서 진화했습니다.
USB는 또한 장치를 더 빠르게 충전할 수 있는 전용 충전기에 대한 지원을 추가했습니다. USB는 전 세계적으로 수십억 대의 장치가 판매되면서 글로벌 표준이 되었습니다. 그것은 우리가 장치와 연결하고 통신하는 방식에 혁명을 일으켰으며 현대 세계의 요구를 충족시키기 위해 계속 발전하고 있습니다.
USB 커넥터 유형
개요
USB 커넥터는 USB 장치를 컴퓨터나 다른 장치에 연결하는 수단을 제공하는 USB 시스템의 필수 부분입니다. 여러 유형의 USB 커넥터가 있으며 각각 고유한 구성 및 지정이 있습니다.
USB 플러그 및 커넥터 유형
USB 플러그는 일반적으로 USB 케이블에 있는 수 커넥터이고 USB 커넥터는 USB 장치에 있는 암 소켓입니다. 다음을 포함하여 여러 유형의 USB 플러그 및 커넥터가 있습니다.
- 유형 A: 이것은 키보드, 메모리 스틱 및 AVR 장치와 같은 USB 장치에서 일반적으로 발견되는 가장 일반적인 유형의 USB 플러그입니다. 컴퓨터 또는 기타 장치의 USB 포트에 연결되는 유형 A 커넥터로 다른 쪽 끝에서 종료됩니다.
- 유형 B: 이 유형의 USB 플러그는 일반적으로 프린터 및 스캐너와 같이 유형 A 커넥터가 제공할 수 있는 것보다 더 많은 전력을 필요로 하는 USB 장치에서 찾을 수 있습니다. 다른 쪽 끝은 컴퓨터나 다른 장치의 USB 포트에 연결되는 Type B 커넥터로 종단됩니다.
- Mini-USB: 이 유형의 USB 플러그는 B형 플러그의 소형 버전이며 일반적으로 디지털 카메라 및 기타 소형 장치에서 볼 수 있습니다. 컴퓨터 또는 기타 장치의 USB 포트에 연결되는 유형 A 또는 유형 B 커넥터로 다른 쪽 끝에서 종료됩니다.
- Micro-USB: 이 유형의 USB 플러그는 Mini-USB 플러그보다 훨씬 작으며 일반적으로 스마트폰 및 태블릿과 같은 최신 장치에서 볼 수 있습니다. 컴퓨터 또는 기타 장치의 USB 포트에 연결되는 유형 A 또는 유형 B 커넥터로 다른 쪽 끝에서 종료됩니다.
- USB Type-C: 최신 유형의 USB 플러그이며 점점 보편화되고 있습니다. 회전 대칭형 플러그로 어느 쪽이든 삽입할 수 있어 사용하기가 더 쉽습니다. 또한 많은 핀과 차폐 기능이 있어 더욱 견고하고 열악한 환경에서 작동할 수 있습니다. 컴퓨터 또는 기타 장치의 USB 포트에 연결되는 유형 A 또는 유형 B 커넥터로 다른 쪽 끝에서 종료됩니다.
USB 커넥터 기능
USB 커넥터에는 보다 쉽게 사용하고 보다 안정적으로 사용할 수 있도록 설계된 몇 가지 기능이 있습니다. 여기에는 다음이 포함됩니다.
- 극성화: USB 플러그와 커넥터는 명목상 특정 방향으로 삽입되어 혼동을 피하고 올바른 라인이 연결되도록 합니다.
- 몰딩 릴리프: USB 케이블은 종종 릴리프를 제공하고 잠재적으로 케이블의 견고성을 추가하는 플라스틱 오버몰딩으로 몰딩됩니다.
- 금속 쉘: USB 커넥터에는 차폐를 제공하고 회로를 그대로 유지하는 데 도움이 되는 금속 쉘이 있는 경우가 많습니다.
- 파란색: USB 3.0 커넥터는 종종 파란색으로 표시되어 더 높은 전송 속도와 USB 2.0 장치와의 호환성을 나타냅니다.
USB 전송 속도 이해
USB 생성 및 속도
USB는 처음 나온 이후로 여러 번 반복되었으며 각 버전마다 고유한 전송 속도가 있습니다. 최신 랩톱 및 장치에서 볼 수 있는 주요 USB 포트는 USB 2.0, USB 3.0 및 USB 3.1입니다. 각 세대의 전송 속도는 다음과 같습니다.
- USB 1.0: 초당 1.5메가비트(Mbps)
- USB 1.1: 12Mbps
- USB 2.0: 480Mbps
- USB 3.0: 초당 5기가비트(Gbps)
- USB 3.1 Gen 1: 5Gbps(이전의 USB 3.0)
- USB 3.1 2세대: 10Gbps
전송 속도는 USB 포트에 연결된 가장 느린 장치에 의해 제한된다는 점에 유의해야 합니다. 따라서 USB 3.0 포트에 연결된 USB 2.0 장치가 있는 경우 전송 속도는 480Mbps로 제한됩니다.
USB 케이블 및 전송 속도
사용하는 USB 케이블 유형도 전송 속도에 영향을 줄 수 있습니다. USB 케이블은 데이터와 전원을 전송하는 기능으로 정의됩니다. 일반적인 USB 케이블과 정의된 전송 속도는 다음과 같습니다.
- USB 1.0/1.1 케이블: 최대 12Mbps로 데이터 전송 가능
- USB 2.0 케이블: 최대 480Mbps로 데이터 전송 가능
- USB 3.x 케이블: 최대 10Gbps로 데이터 전송 가능
USB 슈퍼스피드 및 슈퍼스피드+
USB 3.0은 5Gbps의 "초고속" 전송 속도를 도입한 최초의 버전입니다. USB 3.0 Gen 3.1로 알려진 최신 버전의 USB 2은 10Gbps의 "Superspeed+" 전송 속도를 도입했습니다. 이는 USB 3.1 Gen 2가 USB 3.1 Gen 1의 전송 속도를 두 배로 높인다는 의미입니다.
3.2년 2017월 USB 구현자 포럼에서 공개한 USB XNUMX는 두 가지 전송 속도를 식별합니다.
- USB 3.2 Gen 1: 5Gbps(이전 명칭은 USB 3.0 및 USB 3.1 Gen 1)
- USB 3.2 Gen 2: 10Gbps(이전 명칭은 USB 3.1 Gen 2)
USB 전력 공급(PD) 및 충전 속도
USB에는 또한 USB Power Delivery(PD)라는 사양이 있어 더 빠른 충전 속도와 전력 전송이 가능합니다. USB PD는 최대 100와트의 전력을 공급할 수 있으며 이는 노트북을 충전하기에 충분합니다. USB PD는 최신 노트북 및 장치에서 널리 사용되며 USB PD 로고를 찾아 식별할 수 있습니다.
USB 전송 속도 식별
다양한 USB 전송 속도를 알면 장치의 잠재적인 문제를 식별하고 진단하는 데 도움이 될 수 있습니다. 다음은 USB 전송 속도를 식별하는 몇 가지 방법입니다.
- 장치 또는 케이블에서 USB 로고를 찾으십시오. 로고는 USB 생성 및 속도를 나타냅니다.
- 장치의 사양을 확인하십시오. 사양에는 USB 버전과 전송 속도가 나와 있어야 합니다.
- 장치 간에 파일을 이동하는 데 약간의 시간을 할애하십시오. 이를 통해 기대할 수 있는 전송 속도에 대한 아이디어를 얻을 수 있습니다.
USB 전송 속도를 이해하는 것은 복잡할 수 있지만 장치의 최대 이름을 지정하는 데 어려움을 겪고 있다면 이해할 수 있도록 하는 것이 중요합니다. 최신 USB 기술을 활용하면 더 높은 전송 속도와 효율성을 얻을 수 있습니다.
출력
USB 전력 공급(PD)
USB Power Delivery(PD)는 더 높은 성능과 충전 기능을 제공하는 특정 USB 커넥터 및 케이블을 기반으로 하는 요청 및 전달 기술입니다. PD는 노트북을 충전하기에 충분한 최대 100W의 전력 공급을 허용하는 표준이다. PD는 특정 Android 기기 및 노트북과 일부 USB 충전기 브랜드에서 지원됩니다.
USB 충전
USB 충전은 USB 포트를 통해 USB 장치를 충전할 수 있는 기능입니다. USB 충전은 스마트폰, 태블릿, 카메라 등 대부분의 USB 장치에서 지원됩니다. USB 충전은 충전기 또는 컴퓨터에 연결된 USB 케이블을 통해 수행할 수 있습니다.
USB 도구 및 테스트 랩
USB 도구 및 테스트 랩은 개발자가 USB 사양을 준수하는지 USB 제품을 테스트하는 데 사용할 수 있는 리소스입니다. USB-IF는 USB 컴플라이언스 테스트를 위한 문서 라이브러리, 제품 검색 및 연락처 정보를 제공합니다.
USB 전용 충전
USB 독점 충전은 NCR의 자회사인 Berg Electronics 및 Microsoft와 같은 특정 회사에서 개발한 USB 충전의 변형입니다. 이 충전 방법은 USB-IF에서 보증하지 않는 독점 커넥터 및 충전 프로토콜을 사용합니다.
USB 라이선스 및 특허
USB-IF는 USB 기술과 관련된 특허를 보유하고 있으며 USB 로고 및 벤더 ID를 사용하려는 제조업체에게 라이선스 비용을 청구합니다. USB-IF는 또한 USB-IF에서 개발한 독점적인 충전 및 데이터 전송 표준인 PoweredUSB 표준에 라이선스를 부여합니다. PoweredUSB 제품에는 USB 적합성 테스트가 필요합니다.
USB 규정 준수 및 보도 자료
독점 충전 방법을 사용하는 제품을 포함하여 모든 USB 제품에는 USB 적합성 테스트가 필요합니다. USB-IF는 보도 자료를 발행하고 USB 사양의 구성원 및 구현자를 위한 리소스를 제공합니다. USB-IF는 호환 USB 제품에 대한 로고 및 공급업체 ID도 제공합니다.
USB 버전 호환성 이해
USB 버전 호환성이 중요한 이유는 무엇입니까?
USB 장치를 활용하려고 할 때 장치의 USB 버전과 연결될 포트의 호환성을 고려하는 것이 중요합니다. 장치의 USB 버전과 포트가 호환되지 않는 경우 장치가 실행되지 않거나 원하는 속도보다 낮은 속도로 실행될 수 있습니다. 이는 장치가 최대한의 잠재력을 발휘할 수 없음을 의미합니다.
다른 USB 버전은 무엇입니까?
USB 버전에는 USB 1.0, USB 2.0, USB 3.0, USB 3.1 및 USB 3.2가 포함됩니다. USB 버전은 전송 속도, 전원 출력 및 물리적 커넥터에 의해 결정됩니다.
USB 버전 호환성의 가장 큰 문제는 무엇입니까?
USB 버전 호환성의 가장 큰 문제는 이유가 있기는 하지만 USB 커넥터가 시간이 지남에 따라 변경되었다는 것입니다. 즉, 컴퓨터나 호스트 장치가 특정 USB 버전을 지원하더라도 물리적 포트가 장치의 플러그에 맞는 올바른 유형이 아닐 수 있습니다.
USB 장치가 호환되는지 어떻게 확인할 수 있습니까?
USB 장치가 호환되는지 확인하려면 다음 변수를 고려해야 합니다.
- 장치 및 포트의 USB 버전
- USB 커넥터 유형(Type-A, Type-B, Type-C 등)
- USB 전송 속도
- USB 포트의 전원 출력
- USB 장치의 원하는 기능
- USB 포트의 최고 성능
- USB 장치 유형(플래시 드라이브, 하드 드라이브, 충전 장치 등)
호환성 차트를 사용하여 어떤 USB 버전과 플러그가 서로 호환되는지 확인할 수 있습니다.
전송 속도에 대한 USB 버전 호환성은 무엇을 의미합니까?
USB 버전 호환성은 장치의 전송 속도가 두 구성 요소 중 가장 낮은 USB 버전으로 제한됨을 의미합니다. 예를 들어 USB 3.0 장치를 USB 2.0 포트에 연결하면 전송 속도가 USB 2.0 전송 속도로 제한됩니다.
USB 장치
USB 장치 소개
USB 장치는 USB 커넥터를 통해 컴퓨터에 연결하도록 설계된 외부 주변 장치입니다. 컴퓨터의 기능과 성능을 확장하기 위한 빠르고 쉬운 솔루션을 제공합니다. USB 장치는 다양한 모양과 크기로 제공되며 그 수는 매년 계속 증가하고 있습니다. 오늘날 USB 장치는 현대 컴퓨팅의 필수적인 부분이며 USB 장치가 없는 컴퓨터는 상상하기 어렵습니다.
USB 장치의 예
다음은 USB 장치의 몇 가지 예입니다.
- USB 디스크: 데이터를 저장하기 위한 플래시 메모리가 포함된 작은 장치입니다. 오래된 플로피 디스크에 대한 현대적인 대안입니다.
- 조이스틱/게임패드: 컴퓨터에서 게임을 하는 데 사용되는 장치입니다. 그것은 많은 버튼과 빠른 반응 시간을 제공합니다.
- 헤드셋: 오디오를 듣고 보컬을 녹음하는 데 사용되는 장치입니다. 팟캐스팅이나 인터뷰를 할 때 인기 있는 선택입니다.
- iPod/MP3 플레이어: 음악을 저장하고 재생하는 데 사용되는 장치입니다. 수천 곡을 채울 수 있으며 동기화를 위해 컴퓨터에 연결할 수 있습니다.
- 키패드: 숫자 및 텍스트를 입력하는 데 사용되는 장치입니다. 풀 사이즈 키보드의 좋은 대안입니다.
- Jump/Thumb Drive: 데이터 저장을 위한 플래시 메모리가 포함된 작은 장치. 오래된 플로피 디스크에 대한 현대적인 대안입니다.
- 사운드 카드/스피커: 오디오 재생에 사용되는 장치입니다. 컴퓨터의 내장 스피커보다 더 나은 음질을 제공합니다.
- 웹캠: 비디오를 녹화하고 사진을 찍는 데 사용되는 장치입니다. 화상 회의 및 스트리밍에 널리 사용되는 선택입니다.
- 프린터: 텍스트 및 이미지를 인쇄하는 데 사용되는 장치입니다. 잉크젯, 레이저 또는 열과 같은 다양한 인쇄 방법을 제공합니다.
USB OTG 장치
USB OTG(On-The-Go)는 일부 USB 장치에서 제공하는 기능입니다. 이를 통해 장치가 호스트 역할을 하고 다른 USB 장치와 통신할 수 있습니다. 다음은 USB OTG 장치의 몇 가지 예입니다.
- 휴대폰: USB OTG 기능을 제공하는 장치입니다. 키보드나 마우스와 같은 USB 주변 장치를 연결하는 데 사용할 수 있습니다.
- 카메라: USB OTG 기능을 제공하는 장치입니다. 사진과 비디오를 저장하기 위해 USB 플래시 드라이브를 연결하는 데 사용할 수 있습니다.
- 스캐너: USB OTG 기능을 제공하는 장치입니다. 스캔한 문서나 이미지를 디지털 파일로 변환하는 데 사용할 수 있습니다.
장치에서 USB 포트 찾기
USB 포트의 일반적인 위치
USB 포트는 최신 개인 및 가전 제품을 서로 연결할 수 있는 벌크 케이블 인터페이스와 같습니다. 다음을 포함하여 장치의 다양한 위치에서 찾을 수 있습니다.
- 데스크톱 컴퓨터: 일반적으로 타워 뒤쪽에 위치
- 노트북: 일반적으로 장치의 측면 또는 후면에 위치
- 태블릿 및 스마트폰: 추가 USB 포트는 충전 블록 또는 스탠드에 있을 수 있습니다.
USB 열거 작동 방식
USB 장치를 컴퓨터에 연결하면 열거라는 프로세스가 장치에 고유한 주소를 할당하고 이를 식별하는 프로세스를 시작합니다. 이것을 열거라고 합니다. 그런 다음 컴퓨터는 장치 유형을 파악하고 제어할 적절한 드라이버를 할당합니다. 예를 들어, 마우스를 연결하면 컴퓨터는 장치에 작은 명령을 보내 매개 변수에 대한 정보를 다시 보내도록 요청합니다. 컴퓨터가 장치가 마우스임을 확인하면 장치를 제어할 적절한 드라이버를 할당합니다.
USB 속도 및 대역폭
USB 2.0은 최대 속도가 480Mbps인 가장 일반적인 유형의 USB 포트입니다. USB 3.0과 3.1은 각각 초당 최대 5기가비트와 10기가비트로 더 빠릅니다. 그러나 USB 포트의 속도는 연결된 모든 장치 간에 나누어지기 때문에 보장되지 않습니다. 호스트 컴퓨터는 데이터를 프레임으로 나누어 데이터 흐름을 제어합니다. 각 새 프레임은 새 시간 슬롯에서 시작됩니다. 이렇게 하면 각 장치에 데이터를 보내고 받을 수 있는 상당한 양의 공간이 제공됩니다.
USB 장치 추적
선택할 수 있는 USB 장치가 많기 때문에 어떤 장치인지 추적하기가 어려울 수 있습니다. 많은 제조업체가 기기에 로고나 라벨을 명확하게 표시하지만 기기가 많은 경우 어느 기기인지 판단하기 어려울 수 있습니다. 이를 돕기 위해 USB 관리자를 사용하여 설치된 모든 USB 장치 목록을 열고 사용할 장치를 결정할 수 있습니다. 사용하려는 장치를 클릭하기만 하면 적절한 포트에 할당됩니다.
결론
USB에 대해 알아야 할 모든 것이 있습니다. 광범위한 장치와 연결하고 통신할 수 있게 해주는 프로토콜이며 거의 25년 동안 사용되었습니다.
그것은 우리가 컴퓨터를 연결하고 사용하는 방식을 변화시켰고 앞으로도 계속 유지될 것입니다. 다이빙을 두려워하지 말고 발을 적셔보세요! 소리만큼 무섭지 않습니다!
저는 Neaera의 설립자이자 콘텐츠 마케터이자 아빠이자 열정을 다해 새로운 장비에 도전하는 것을 좋아하는 Joost Nusselder입니다. 저희 팀과 함께 2020년부터 심도 있는 블로그 글을 작성해 오고 있습니다. 녹음 및 기타 팁으로 충성도 높은 독자를 돕습니다.
