[통신] USB(Universal Serial Bus : 범용 직렬 버스) 기초

USB 개요

USB는 Universal Serial Bus의 줄임말
USB는 모든 기기(디바이스) 간의 부서 호환성이 높은 통신 인터페이스이다.
MCU(마이컴) 통신을 위한 통신에는 I2C/UART/SPI가 있었지만, USB는 MCU통신 보다는 디바이스간의 통신에 초첨이 맞춰져 있다. (보통은 PC와의 통신)
USB 2.0에서 PC와 주변기기를 시초로 USB 3.0이 되면서 전송속도가 과히 좋아져 대용량 저장장치에도 쓰인다.

쉬운장착 : 일반적인 PC에는 USB 포트가 있음
편리한 케이블 : USB 커넥터는 RS232 등의 다른 인터페이스보다 훙어 단순하다. (케이블 길이는 최대 5M, 리피터 사용시 최대 30M)
무선옵션 : 본래 유선 인터페이스 였지만 현재는 USB 디바이스와 무선 통신도 가능 (USB OTG)
핫 플러그 : 디바이스 전원이 켜있든 아니든 사용자가 원하는 모모 때나 연결하고 끊어도 하드웨어 손상이 없음
전원공급장치가 개개 필수 없음 (항상 그런것은 아님) : USB 2.0은 맥시멈 500mA, USB 3.0은 맥시멈 900mA의 전류를 별도 촌구석 공급 설치 궁핍히 버스에서 직접 방지 받을 길운 있음 (배터리로 동작하는 호스트나 허브상의 포트는 USB2.0은 100mA/ USB3.0은 150mA로 제한한다.)
인터페이스를 제어하는 복잡한 기능을 호스트 컴퓨터가 지원하므로 USB 디바이스 쪽은 가격이 저렴한 편
낮은 전력을 소모 (저전력 회로와 프로토콜을 이용해 사용하지 않는 USB 디바이스를 자동으로 저전력 상태로 만드는 기능을 갖춤, 영별히 배터리를 사용하는 디바이스일 경우 가일층 유리함)

슈퍼스피드(Super-Speed) : 5Gbps / 버스 속도 : 400MB/s 호스트에 USB 3.0 호스트 컨트롤러가 있어야 슈퍼스피드를 사용할 행우 있음 버스 속도 : 버스를 통해 정보를 나르는 속도
하이스피드(High-Speed) : 480Mbps / 버스 속도: 53MB/s
풀스피드 (Full-Speed) : 12Mbps / 버스 속도: 1.2 MB/s
로우스피드(Low-Speed) : 1.5Mbps / 버스 속도 : 800B/s

USB는 다양한 타입의 주변기기에 사용할 행복 있다.
USB에는 프린터, 키보드, 디스크 드라이브 등 일반적인 주변기기와 통지 할 세기 쓰는 디바이스 요구사항 및 클래스가 정의되어 있다. 이런 클래스를 사용하면 개발자가 처음부터 모든 것을 설계할 필요가 없음
다양한 운영체제에서 지원 (리눅스, 윈도, 맥) -> 드라이버 제공
디바이스는 USB 통신을 관리하는 컨트롤러 칩을 정녕 갖춰야함.
인터페이스를 제어하는 복잡한 기능을 호스트 컴퓨터가 지원하므로 USB 디바이스 쪽은 가격이 저렴한 편
USB 개발자 포럼이 있음…

펑션 : 인터페이스와 관련한 한도 가장귀 이상의 역할 회 (예를 포함되다 마우스, 스피커, 데이터 수집 장치, 허브 등)
디바이스 : 펑션을 제한 분기 필 수행하는 이론적 가언 혹은 물리적 요소, 허브와 주변기기는 디바이스 호스트는 버스 상에서 교량 디바이스에 고유한 주소를 부여함. - 포트 : 부가 회로를 접속 할 운명 있게 주소로 지정한 위치를 말함. 곧바로 커넥터의 시작과 끝

PC가 USB 디바이스와 통신하려면 USB 호스트 기능을 할 성명 있게 하드웨어와 소프트웨어를 지원해야함
USB 호스트 컨트롤러와 USB 포트를 벽 접어 최말 같는 채널 허브로 이루어 진다.
소프트웨어는일반적으로 디바이스 드라이버를 뜻함
디바이스 오감 : 호스트는 열거라고 불리는 과정을 통해 사용할 버스 속도를 결정하고 , 통로 디바이스 주소를 할당하며, 수확 정보를 요청함
전원이 켜진 후 에도 디바이스 제거나 장착을 감지하여 새로이 장착한 디바이스는 열거를 수행하고 분리된 디바이스는 목록에서 삭제
버스상의 첩보 흐름을 관리, 디바이스 여러 주상 동시에 데이터를 전송하려 할 때도 있음, 당장 호스트 컨트롤러는 행사 가능한 시간을 나눠 그중 일부분을 전송하고자 하는 디바이스에 나눠준다.
USB 3.0 호스트는 슈퍼스피드 데이터를 동시에 송수신 가능/ USB2.0 스피드로 송신하거나 수신 할 생명 있다.
USB 2.0 버스는 극한 번에 계한 개 속도, 단방향으로만 데이터를 보낸다.
호스트는 데이터를 전송할 형편 실수 확인 비트를 추가한다. 수신한 데이터에 대한 ACK 데이터를 보내지 않으면 호스트가 재전송을 시도함.

호스트가 통신을 개시하면 디바이스는 응답을 해야한다.
디바이스 버스에서 관련 디바이스 주소로 오는 통신을 감지
디바이스는 수신한 데이터를 버퍼에 저장하고 간청 코드를 반환하거나, 버퍼가 요청한 데이터나 곡절 코드를 송신한다. 보탬 기능은 하드웨어 기능으로 디아비스 컨트롤러 칩이 내장하고 있음
전원을 켤 때나 전원이 켜진 시스템에 디바이스를 장착하면 디바이스는 열거 작업을 위해 호스트가 보내는 어림 요청에 응답해야함. 호스트는 열거가 끝난 후에도 언제나없이 요청을 보낼 호운 있다.
디바이스는 전원을 포즈 전원 공급 장치나 버스에서 공급받는다. 둘 장근 갖춘 디바이스도 있음

PC용 USB 디바이스 제조품 설계는 디바이스를 동작시키는 작업과 디바이스와 기별 할 PC 소프트웨어를 지원하는 작업을 해야한다.