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직렬 포트와 병렬 포트는 근 20년 가까이 특별한 변화 없이 사용되고 있는 입출력 방식인 반면에 플로피디스크와 하드디스클 제어하는 입출력 방식인 디스크컨트롤러 방식은 그동안 많은 변화가 있었다. XT 시절에는 MFM과 RLL 방식이 주류를 이루다가 286 이후부터는 AT버스 방식이 시장을 완전히 장악했다. 요즘은 AT버스 방식을 개선시킨 E-IDE 방식이 시장을 장악하고 있는데 최근 들어서는 울트라 ATA와 SCSI 방식으로 변화하고 있다.
IDE(AT 버스)
· ST-506 방식과 호환
4년 발표된 AT의 디스크 입출력 인터페이스인 IDE방식은 ATA 방식이라고도 하지만 보통 AT버스 방식이라고 더 많이 부른다. 이 방식은 컴팩사가 웨스턴디지털사에 기존의 ST-506 바이오스와 호 환이 되는 새로운 인터 페이스 개발을 의뢰해서 웨스턴디지털사에서 개발한 것이다. AT버스 방식이등장하면서 인터페이스는 카드는 단지 입출력만 담당하고 디스크 컨트롤 회로는 하드디스크에 직접 내장되었다.
ST-506방식이란?
506은 MFM 기록 방식의 하드디스크를 제어하기 위해 만든 인터페이스 방식이다. Seagate 사에서 개발한 5MB 용량의 하드디스크를 사용하기 위해서 개발한 방식이기 때문에 회사이름을 따서 ST-506이라고 불렀다. 뒤에 웨스턴디지털에서 ST-506과 호환되는 IDE 방식을 개발하면서 사장에서 사라졌다.
· AT방식은 504MB 하드 2개를 장착할 수 있다.
AT 버스방식 하드디스크를 두 개 장착하여 사용할 수 있었으며 하드디스크의 용량은 504MB까지 가능했다. 하드디스크의 실린더 수는 1,024개까지만 지원했으며 그이상의 실린더 수를 가진 하드 디스크는 지원하지 못했 다. 또한 마스터와 슬레이브의 개념을 도입하여 하드디스크의 장착을 편리하게 만들었다.<ㅔ> AT버스 방식은 ATA(AT Attachment disk drive interface)또는 ATA-1 이라고도 부르는 WD1003 컨트롤러 레지스터 세트에 기 반한 16비트 디스크 인터페이스이다.
ATAPI 방식
ATAPI(AT Attchment Packet Interface) 방식은 하드디스크를 위한 방식이 아니라 다른 장치를 위한 방식으로 제안된 것이다. 메시지를 패킷으로 만들어 전송하는 방식으로 CD-ROM 드라이브의 인터페이스로 제안된 방식 이나 EIDE방식의 하드디스크와 EIDE 방식의 CD-ROM 드라이브를 하나의 케이블로 연결해 사용할 수 있는 것 이다.
EIDE 방식
ATA 방식은 웨스턴디지털에서 만든 방식이다.
현재 가장 많이 사용하고 있는 컨트롤러 방식은 EIDE방식으로 ATA(AT Attachment) 방식이라고도 한다. 처 음에 나온 EIDE(Enhanced Intergrated Drive Electronics) 방식의 전송속도는 3.3MB/sec 였으나 후에 나온 FAST IDE 방식은 16.6MB/sec로 개선되었다. EIDE라는 명칭은 하드디스크 생산업체로 유명한 웨스턴디지털사에서 IDE/ATA 인터페이스 확장판이라는 뜻으로 붙인 이름으로 93년에 발표되었다.
FAST ATA란?
ATA는 미국의 ANSI 밑에 있는 SFF(Small Form Committee)에서 정한 인터페이스표준규격으로 X3.221-199x 로 등록이 되어 있다. 이 방식은 웨스턴디지털사 외에도 오크(Oak)사 등의 여러 회사와 함께 참여해서 만든 것으로 IDE 방식이 곧 ATA 규격에 따라서 만든 하드디스크 인터페이스 방식이다.
ATA 방식은 ATA2를 거쳐서 ATA4까지 발전하며 FAST ATA방식까지 출현했다. ATA2(AT Attachment 2)는 ATA를 좀더 발전시킨 방식으로 하드디스크의 다중 블럭 읽기와 쓰기 명령어를 지원한다. 이렇게 함으로써 한 번의 인터럽트로도 여러 블럭의 자료를 전송하게 되어 속도가 빨라지고 전체적인 성능 향상이 이루어진다. 그 외 자료 일치성 검증, 중첩된 입출력 등의 다양한 기능을 지원한다. ATA2는 PIO 모드 3과 4를 규정함으로써 11.1과 16.6MB/sec 의 전송률을 제공한다. ATA-3은 동시 디바이스 입출력과 ATAPI를 지원하며, ATA-4는 CR과 3.3볼트 지원, 터미네이터 등을 지원한다.
ATA방식에서 속도를 개선시킨 것이 시게이트사에서 발표한 FAST ATA인데, 로컬 버스 ATA 커넥션과 528MB 이상의 드라이브를 지원하며 11.1MB/sec(Mode 3 PIO)와 13.3MB/sec(Mode 1 DMA)의 두 가지 전송 상태를 새롭게 제공한다.
당초 EIDE 방식의 인터페이스를 만들 때 시게이트사는 제외되어 있었다. 그 까닭은 시게이트에서 보급시킨 SCSI 방식의 하드디스크에 대항하기 위하여 웨스턴디지털과 코너, 맥스터 등의 다른 하드 디스크 업체들이 EIDE를 만든 것이기 때문이다. 그러나 FAST ATA방식은 빠른 속도와 EIDE와의 혼환성을 무기로 EIDE 시장을 장악했다. 즉, 얼마전까지 우리가 사용하던 EIDE방식이 바로 FAST ATA 방식인 것이다.
EIDE 방식은 AT 버스(IDE) 방식을 개선한 방식
EIDE방식은 AT 버스(IDE) 방식을 개선시켜서 나온 방식이다. 사람들은 AT버스 방식의 한계 때문에 SCSI방식으로 입출력 방식이 넘아갈 것으로 생각했다. 그러나 여전히 SCSI 컨트롤러와 SCSI 주변 장치의 가격은 고가이기 때문에 AT 버스 방식의 장점을 살리면서도 경제적인 새로운 방식을 고안할 수밖에 없었다. 그 결과 EIDE 방식이 탄생했는데 하드 디스크나 CD-ROM 드라이브 등의 저장장치를 4개까지 달 수 있으며, AT버스 방식의 가장 큰 단점이었던 하드디스크의 용량 한계인 504MB를 넘어서 기가급 용량의 하드디스크까지 지원할 수 있게되었다. 그리고 무엇보다도 가격이 싸다는 점과 주변장치를 쉽게 연결할 수 있는 쉬운 인터페이스 때문에 AT 버스 방식을 대체하여 급속하게 시장을 장악한 방식이다.
저렴한 가격으로 SCSI 장비와 비슷한 속도 구현이 장점
EIDE 방식은 ATAPI를 지원하여 EIDE 방식의 CD-ROM 드라이브를 하드디스크처럼 손쉽게 연결해 사용할 수 있게 되었다. 또한 AT버스 방식에서 사용하지 않던 세 번째 IDE포트를 사용함으로써 모두 4개의 EIDE장치를 사용할 수 있게 되었다. 기존 AT버스 방식의 한계인 504MB를 넘기 위해서 LBA 모드를 지원한 것도 특징이다. 현재의 EIDE방식은 8G의 용량을 지원한다.
이처럼 EIDE 방식은 하드디스크 등의 주변장치 설치가 쉬우며 SCSI 하드에 뒤지지 않을만큼 빠르면 서도 가격이 싸다. 또한 하드디스크 외에도 다양한 주변장치를 사용할 수 있기 때문에 시장에서 가장 널리 쓰이는 인터페이스로 자리 잡았다.
EIDE장치는 대부분 CPU에서 작업을 처리하므로 시스템의 속도를 떨어뜨리는 것이 단점으로 지적되고 있다. 이는 EIDE가 CPU에 의해 제어되는 PIO(Programmed I/O) 기능을 사용하기 때문인데 EIDE는 중첩된 입출력을 제공하지 못하기 때문에 멀티태스킹의 운영체제에 약하다는 단점을 가진다. 현재 나와있는 EIDE방식의 하드디스크는 대부분 PIO 모드4를 지원하고 있다. 또한 표준이 없기때문에 각각의 장치간에 비호환성이 나타나기도 하며, 성능도 각기 다르게 나타난다. 또한 패리티 체크가 불가능하기 때문에 자료 전송 에러를 발견할 수 없다는 점도 단점이다. 또한 케이블 길이가 45cm로 한정되어서 케이블의 길이가 짧다는 것도 단점이다. 케이블 길이가 짧기 때문에 대부분 내장형 장치로 제공되며, 컴퓨터의 케이스를 열고서 장착 착탈을 해야 하는 불편함이 있다.
IDE 버스 마스터링
SFF(Small Form Factor Committee)와 인텔에 의해 제안된 방식으로 ATA 드라이브를 대상으로 보드에 있는 DMA 컨트롤러를 이용하는 방식으로 아직 대중화가 안되었다.
버스 마스터링이 멀티태스킹에 안정적인 이유
윈도우 95에서 통신으로 자료를 받으면서 그래픽 작업이나 게임을 해본 사람이라면 생각처럼 멀티 태스킹이 안 되는 것을 경험할 것이다. 대부분의 경우 통신기능이 멈추거나 윈도우 95가 멈추는 사 태가 발생한다. 그 까닭 중에 하나가 바로 PIO방식의 하드디스크를 사용하기 때문이다. 예를 들어서 몇 십 메가 정도 되는 그래픽 파일을 하드디스크에 저장한다고 하자. 이때 PIO방식을 사용하면 꽤 긴 시간을 하드디스크로 전송하는 일에 사용해야 하는데, 일일이 CPU가 하드에 자료를 전송하면서기록해야 하기 때문에 통신을 통해서 들어오는 자료를 처리할 시간이 없어진다. 이런 이유로 쉽게 먹통이 되는 것이다. 그러나 버스 마스터링을 이용한다면 CPU는 파일을 하드에 저장하라는 명령을 내리는 것으로 끝낼 수 있다. 그러면 디스크 컨트롤러가 직접 메모리에 접근해서 자료를 하드디스크로 전송하여 저장하는 것이다. 따라서 DMA를 이용하여 디스크 컨트롤러가 하드디스크에 기록하는 동안에도 CPU는 여유 있게 다른 작업을 처리할 수 있게 되는 것이다. 이런 이유로 버스마스터링을 지원하는 하드디스크가 멀티 태스킹에 필수적이라고 하는 것이다.
울트라 ATA(울트라 DMA)
울트라 ATA 방식은 기존의 EIDE방식을 보완한 것으로 볼 수 있다. DMA를 이용하기 때문 에 속도가 향상되며, 윈도우 95에서는 가상 메모리와 스왑파일을 사용하지 않기 때문에 더욱 속도가 빨라진다. 또한 CPU의 작업량이 줄어들어 CPU를 프로그램이 더 많이 점유할 수있어 멀티태스킹이나 그래픽 작업이 한결 빨라진다.
울트라 DMA(또는 울트라 ATA)방식은 초당 30MB의 전송속도를 가지는 울트라 DMA-33에 이어 2배의 속도로 향상된 울트라 DMA-66이 나와 있다. 그러나 울트라 DMA-66을 사용하기 위해서는 하드디스크와 주기판의 메 인 칩셋에서 모두 지원해 주어야만 사용이 가능하다.
SCSI
SCSI(Small Computer Systems Interface)는 현재까지 대중화된 디스크 인터페이스 중 에서 가장 빠르고 가장 안정적인 인터페이스로 사랑을 받고 있다. 이전까지는 고성능 컴퓨터인 서버 등에서나 사용했으나 최근 가격이 하락하면서 IBM PC에도 보급이 늘고 있는 추세다.
· 초기 제품은 7개의 장비를 연결할 수 있다.
원래 이 인터페이스는 서버와 RAID의 설치 및 고성능 저장장치의 연결을 위해 고안된 것으로 현재 까지는 주 변기기를 연결하기 위한 가장 이상적인 표준 인터페이스라고 평가받고 있는데 20MHz의 주파수에서 40Mbps의 속도로 채널당 7개까지의 주변장치 연결이 가능하며 케이블 길이도 3미터이상 가능하다. 최근에는 기술이 더 발전하여 배 이상 속도가 향상되었다.
SCSI는 버스마스터링 방법으로 전송한다.
SCSI의 장점은 SCSI 호스트 어댑터가 CPU로부터 작업을 받아 자료처리를 할 수 있기 때문에 CPU 의 부하를 덜어준다는 점이다. 이처럼 자료를 다른 장치로 전송하거나 디스크에 저장할 때 일일이 CPU가 해주는 방식을 PIO라고 부르고 다른 장치가 알아서 해주는 방식을 버스마스터링이라고 부르는데 당연히 버스 마스터링이 CPU의 부담을 줄여준다. 따라서 싱글 태스킹 환경에서는 EIDE와 비교해볼 때 뚜렷한 장점을 체감하기 힘들지만 멀티태스킹 환경에서는 강력하고 빠르며 안정적인 성능을 발휘한다.
USB
USB란 무엇인가?
USB(Universal Serial Bus)는 과거의 느린 직렬, 병렬 인터페이스를 대체하기 위하여 개발된 새로운 인터페이스로 IBM, 컴팩, DEC, 인텔, 마이크로소프트, NEC, 노턴 텔레콤등의 7개 업체가 중심이 되어 만든 규격이다.
·새로운 고속 시리얼 규격
USB를 개발한 목적은 물론 각종 주변기기의 케이블을 통합하기 위해서다. 전송속도는 12Mbps로 아주 고속은 아니지만 9600bps의 직렬 포트에 비하면 매우 빠른 속도라 할 수 있다. 아주 고속이 아니기 때문에 USB는 상대적으로 속도가 느려도 되는 저속용 기기를 목표로 하고 있다. 고속을 필요로 하는 저장 장치 등은 IEEE1394를 이용하도록 유도할 예정이다.
1996년 2월에 USB(Specification Version 1.0)이 발표되었고 몇 달 뒤에 인텔에서 USB를 지원한 칩셋인 430HX를 발표했다. 또한 같은 해에 USB를 지원하는 윈도우 95-OSR2가 발표되어 현재 시 장에 상당부분 보급된 상태다.
· USB는 처음에는 노트북용을 개발된 방식이다.
애초 USB는 노트북용을 개발되었기 때문에 연결거리를 5미터로 짧게 잡았지만 데스크탑용으로 중심이 옮겨지면서 애초의 기능을 확장시키는 방향으로 연구되고 있는 것이다. 그래서 일부에서는 USB의 확장판을 만들어 200m까지 거리를 늘리며 나중에는 광케이블을 통한 장거리 접속도 가능하도록 연구중이다.
USB의 기술적인 장단점
USB의 장점 중 첫 번째는 한 선으로 최대 128개까지의 주변장치를 연결할 수 있다. 그러나 하나는 PC 내부와 연결된 것이므로 실질적으로는 127개까지 가능하다. 키보드, 마우스, 모니터, 디지털카 메라, 스캐너, 하드디스크 등의 주변장치들을 하나의 USB에 연결할 수 있다. 즉, 모니터 스캐너 사이를 하나의 케이블로 연결하고 스캐너와 디지털 카메라 사이를 또 다시 하나의 선으로 연결하고, 디지털 카메라와 모뎀 사이를 하나의 선으로 연결하는 식으로 주변기기 사이를 하나의 선으로 일렬로 연결하는 방식이다.
이런 방식은 SCSI 방식에서 사용하는 데이지 체인(Daisy Chain) 방식으로 PC에서 나온 USB 케이블을 첫 번째 주변기기에 연결한 다음에는 주변기기끼리 연결하는 방식이다. 그러나 실제로는 데이지체인 방식보다는 허브를 이용한 트리형 구조로 연결하여 사용하고 있다. 원래는 USB에서는 허브를 이용한 트리 구조를 고려하지 않았지만 여러 가지 문제 때문에 결국 허브를 이용한 방식을 선택하고 말았다. 이 때문에 원래와는 달리 USB의 연결 구조는 무척 복잡하게 변화되고 말았다.
· PC 동작 중에도 장착, 착탈이 가능하다
컴퓨터 동작 중에도 마음대로 장착과 착탈이 가능한 PnP기능이 가능하다. Hot Plugging USB 기술은 확장 슬롯을 사용하지 않는 노트북 컴퓨터에서 특히 유용하다. 외부 기기나 데스크답과 USB방식으로 바로 연결이 가능하기 때문이다. 이때 USB를 제어하면서 우선 순위를 결정하거나 자료 송수신 방법을 제어하는 작업은 PC의 확장보드에 있는 칩이 맏게 된다. 따라서 IRQ(Interrupt Request) 충 돌 문제를 해결해줄 수 있다. 사용자는 아무 때나 케이블을 연결했다 뺐다 하면 된다. 장비의 설치, 설정, 인식등의 나머지 과정은 장비들이 알아서 자동으로 해준다.
선을 통해 장비에 전원도 공급한다
현재 USB는 4가닥 선으로 구성되는데 2개는 전원 공급선이고 두개는 자료 전송용이다. 전원으로 공급되는 전류는 0.5A 정도에 불과하지만 저전력 장비라면 별도의 전원장치가 없어도 동작이 가능 하다. 즉, 프린터나 모니터와 같은 대형 제품은 자체 전원을 사용하지만 키보드나 마우스 같은 제품 은 USB 케이블로 전원을 공급 받는다.
· 저속 모드와 고속 모드를 가진다.
USB는 12Mbps의 고속 모드와 1.5Mbps의 저속 모드를 가지고 있다. 1.5Mbps의 저속 모드는 HID(Human Interface Device)에서 사용하는데 키보드나 마우스가 이에 속한다. 특히 저속 모드를 이용하면 컨트롤러칩과 케이블 제작비용이 낮아지는데 저속 모드를 사용하는 장치에서는 케이블을 가늘게 만들 수 있기 때문이다.
· 아직은 소프트웨어적인 지원이 미약하다
아직까지 최신 기기를 중심으로 USB 사용이 보급되는데, 과거의 입출력 방식과 많이 다르기 때문에프로그램에서 지원하지 않는다는 점이 단점이다. 예를 들어 도스용 프로그램에서 키보드 인터럽트를걸려고 할 때 키보드 주소를 찾을 수 없기 때문에 문제가 발생한다. USB는 과거의 키보드처러 주소개념을 이용하여 인터럽트를 걸지 않기 때문에 키보드 주소로 인터럽트를 거는 과거의 프로그램이라 면 제대로 동작하지 않는 것이다.
현재 시중에는 USB를 지원하는 제품이 계속 출시되고 있다. 최초로 USB포트를 장착한 삼성전자 싱크마스터 700Up 모니터를 비롯해, 노텔의 메리디언 9617 USB 전화, USB 모뎀 등 다양한 USB 제품이 선보이고 있어 USB 방식은 새로운 인터페이스로 자리를 잡을 전망이다.
USB를 이용하면 여러 개의 마우스와 키보드를 사용할 수 있을까?
이론상으로 USB 포트에 여러 개의 마우스와 카보드를 연결하더라도 동작이 되어야 한다. 그러나 실제로는 그렇지 않다. 윈도우 9x에서 지원하지 않기 때문이다. 제대로 된 복수 마우스라면 3개의 마우스를 연결했을 때 3개의 마우스 포인터가 떠서 각기 따로 움직이고 실행이 가능한 것을 말한다. 또 한글 키보드와 일본어 키보드를 연결해서 동시에 두 나라 말로 타자가 입력이 되어야 복수의 키보드를 지원하는 것이다. 러나 윈도우 9x에서는 이런 기능이 지원되지 않는다. 마우스나 키보드 설정을 하나만 할 수 있기때문이다. 때문에 USB를 이용해서 여러 개의 마우스를 동시에 사용하는 일은 어디까지나 이론일뿐이다.
자체 전원이 있는 허브를 사용해야 USB 기기를 사용할 수 있다.
USB는 2개의 선을 통해서 전원을 공급하지만 실제로 이 전력양이 너무 적어서 어지간한 USB기기는 제대로 동작하지 않는다. 키보드나 마우스 정도만이 케이블을 통한 전원으로 동작이 가능하다.
때문에 약간 덩치가 있는 장치를 허브를 이용해서 연결하면 ?허브가 제공하는 이상의 전력을 요구 하고 있습니다.?라는 경고문이 나온다. 또는 정상적으로 동작하는 것처럼 보이지만 실제로는 오동작을 하고 있는 경우도 있다. 그러므로 USB용 허브를 선택할 때는 자체 전원을 이용하는 것으로 선택하는 것이 좋다. 자체전원을 이용하는 것이라면 1포트 당 500mA의 전기를 공급할 수 있기 때문이다.
USB의 연결방식
6단계 허브를 이용해 트리 구조로 연결한다.
USB에서는 모든 기기를 컴퓨터에 종속된 형태로 관리된다. 그러나 허브를 이용하여 트리형태로 연결하므로 모든 기기가 직접 컴퓨터와 일대일로 연결될 필요는 없다. 주변기기는 컴퓨터와 연결된 기기 중 하나에 연결되면 된다.
허브에 의한 분기는 6단계까지 지원된다. 컴퓨터 안의 라우트 허브를 제외하면 실제로 5단계까지 지원되는 셈이다. PC에 내장된 USB 커넥터에 4개 짜리 커넥터를 가진 허브만 연결해나간다 해도 4단계에서 벌써 256개의 커넥터가 생기므로 많은 수의 주변기기를 연결하더라도 어려움은 없다.
또한 USB 커넥터는 PC쪽 방향과 반대인 주변장치와 연결하는 방향에 따라 커넥터의 모양이 다르기 때문에 방향을 잘못 연결하는 실수도 없다.
USB 주변기기끼리의 통신은 없다.
모든 USB 장치는 PC에 종속되기 때문에 자료 송수신은 PC와 주변기기 사이에서 이루어지며 주변기기끼리는 자료 송수신이 없다. USB에서 호스트를 담당하는 PC가 USB 주변장치의 주소를 관리하는데, 호스트는 동시에 각 장치의 주소를 할당하는 방법을 이용한다. 만약 중간에 한 장치를 빼내거나 다시 장착한다면 모든 주변장치의 주소를 다시 할당하는 방식을 채용한다. 이처럼 USB는 주변기기의 관리가 호스트인 PC에 집중되고, 자료송수신 방법이나 주소 할당방법이 단순해서 저렴한가격으로 인터페이스를 구현할 수 있는 장점이 있다.
같은 시리얼 방식인데도 USB가 고속인 이유
USB 역시 직렬 방식이므로 한 번에 한 비트씩 전송한다. 그런데 같은 방식의 USB는 어떻게 해서 12Mbps의 고속이 가능할까?
RS-232C 인터페이스에서는 0과 1을 전시신호로 표현할 때 -12V로 0을, +12V로 1을 구분한다. EK라서 0과 1의 자료를 구분하기 위해서 24V의 전압차이가 있으므로 24볼트의 전압변화가 이루어져야만 신호를 굽누한다. 그러나 USB는 0.7V의 전압차이만으로도 0과 1을 구분할 수 있다. 이처럼 전압 차이가 적기 때문에 전압변화에 필요한 시간이 짧아져서 기존의 시리얼 방식에 비해 고속 통신 이 가능한 것이다.
UHCI와 OHCI 란?
USB 칩셋은 UHCI와 OHCI라는 두 가지 방식이 있다. 이중 인텔에서 생산하는 칩셋은 모두 UHCI 방식이다. 인텔의 칩셋 중 430HX에서 440BX 까지의 칩셋이 UHCI 방식의 USB용 칩셋이다. 이에 비해 일본 회사 제품들 중 일부는 OHCI 방식의 칩셋이다. 윈도우 98은 이들 두 방식을 모두 지원 하므로 별 문제가 없지만 인텔의 칩셋을 사용하는 컴퓨터라면 UHCI 방식의 USB장치를 사용하고 있다고 봐도 틀림없다.
IRQ를 차지 않으면서도 동시전송이 가능한 이유
패킷 송수신으로 자료를 동시에 처리한다.
USB는 주변장치끼리 송수신이 안되고 호스트인 컴퓨터하고만 송수신이 가능하다. 더구나 직렬 방식이므로 한 선으로 하나의 신호밖에는 받지 못한다. 따라서 여러 개의 장치로부터 동시에 자료를 송수신하는 것은 불가능하다.
이런 단점을 보완하기 위하여 USB는 자료를 패킷 단위로 송수신한다. PC는 패킷 송신에 관한 명령을 내리는데 1ms마다 SOF(Start Of Frame)라는 신호를 보낸다. 즉, 1ms를 하나의 프레임으로 하 여 주변 장치에 차례대로 패킷 송수신을 명령하는 것이다.
USB는 패킷 통신을 위하여 3가지 전송 모드를 가지고 있다.
· 1. 등시성 전송
등시성(Isochronous) 전송은 프레임 중에서 우선 순위가 가장 높은데, 자료 전송 때 대역l 보장되며 자료에 오류가 있어도 재전송 요구를 하지 않는다는 점이 특징이다. 1프레임에 최대 1,023 바이트의 자료를 포함할 수 있으며 8Mbps의 속도로 보증한다. 전송 특성상 동영상이나 음성을 실시간으로 처리하기 위하여 만든 고속 전송 모드로 디지털카메라, PC카메라 등의 장비에서 사용한다.
2. 인터럽트 전송
인터럽트 전송은 1.5Mbps의 저속 전송 모드에서 사용하기 위해 만든 전송 모드로 적은 양의 자료를 처리할 때 사용하는 전송모드로 적은 양의 자료를 처리할 때 사용하는 전송 모드다. 저속 전송 모드는 앞서 말한대로 키보드나 마우스 등이 사용하는 모드로 속도가 느리기 때문에 실시간으로 처리가 가능한 것이 특징이다.
3. 벌크 전송
벌크 전송은 앞서 설명한 두 가지 모드의 전송을 실행하면서 프레임 안에 여유가 있을 때에만 실행되는 전송 모드다. 따라서 대역 보증이 다른 주변장치에서 고속으로 자료를 송수신하는 일이 없을 때는 그 여유폭만큼 고속 전송이 가능하다. 따라서 프린터와 같이 자료의 양은 많지만 동시에 처리할 필요없이 약간은 대기시간을 가질 수 있는 자료 처리에 사용하는 전송 모드이다.
IRQ를 사용하지 않는 점이 특징이다.
USB 장치들은 또한 하나의 선을 통해 호스트에서 지시하는 명령대로 자료를 차례차례 처리하므로 각 장치가 IRQ를 가지고 있을 필요가 없다. 즉, USB 장치들은 아무리 많은 수의 장치를 연결하더라도 PC안의 IRQ를 차지하지 않는다. IRQ는 PC의 USB 포트만 차지할 뿐이다. 때문에 자원 충돌이일어나지 않는다는 점이 장점이다.
IEEE 1394
파이어와이어와 IEEE 1394란?
·애플이 맥용으로 개발한 직렬 인터페이스
IEEE 1394는 USB와 같은 직렬 인터페이스로 USB보다 훨씬 빠르다는 점이 장점이다. 파이어와이어(Firewire)라는 이름으로 알려진 이 인터페이스는 애플이 매킨토시에서 사용할 목적으로 1986년부터 개발한 것으로 텟사스인스투르먼트 사와 공동으로 제창한 시리얼 버스 규격이다. 파이어와이어라는 코드네임으로 개발되었기 때문에 파이어와이어라는 이름으로 부르기도 한다.
IEEE 1394는 파이어와이어의 공인 규격 이름이다
파이어와이어는 1995년 미국전기전자기술자협회(IEEE=Institute of Electrical and Electronic Engineers)에서 고속 직렬 전송 인터페이스에 대한 규격으로 공인되었다. 그러나 이미 파이어와이어의 효용성을 알고 있는 업체들이 1994년 ?IEEE 1394 Trade Association'이란 그룹을 만들어 파이어와이어에 대한 개발을 진행중이었다. 현재 이 기구에는 약 100여 개가 넘는 컴퓨터, 가전업체가 가입되어 디지털 시스템에 관련된 인터페이스 개발과 장비 개발을 진행 중이다.
1394 그룹에는 컴퓨터 업체 외에도 히타치, 캔우드, 파이어니어 등의 오디오 업체를 비롯해 소니, 산요, 톰슨 등의 가전업체가 공동으로 연구하고 있다. 이미 소니와 캐논에서는 디지털 비디오 카메라를 개발했으며 미로사 등에서는 디지털 편집 시스템을 파나소닉에서 디지털 카메라를 출시했다. 또 TI(Texas Instrument)에서는 컨트롤러 칩셋을, 아답텍에서는 윈도우 NT와 매킨토시 운영체제용 호스트어댑터 카드를 출시한 상태이다.
IEEE 1394의 장단점
800Mbps의 초고속 전송이 가능하다
현재 IEEE 1394는 100Mbps나 200Mbps의 속도가 표준화되어 있으며 곧 800Mbps의 속도를 구현할것으로 예상하고 있다. 이것은 전화 등의 통신 분야에서 고속통신의 대표 주자로 각광받는 ATM(Asynchronous Transfer Mode)의 155Mbps 보다도 빠른 속도로 DVD의 고화질도 실시간으로 전송이 가능한 속도다.
1394는 하위 속도와 호환성을 가진다. 따라서 속도가 각기 다른 1394용 장비가 동일한 케이블에 연결되어 있다 하더라도 주변기기끼리 속도를 맞추어서 동작하기 때문에 자료 송수신에 문제가 없다.
디지털 방식이라 주변기기의 구조가 단순하다
IEEE 1394는 디지털 방식에 고속 전송이 가능하므로 주변장치의 구조를 단순화시킬 수 있다. 예를 들어 1394용 모니터라면 비디오카드를 거치지 않고 CPU에서 직접 모니터로 자료를 전송하여 보여줄 수 있다. 프린터 역시 컨트롤러 같은 복잡한 칩이 필요없어진다. CPU가 직접 계산한 자료를 프린터 헤드로 전송하여 찍을 수 있기 때문에 고속 프린팅이 가능하다.
63개의 장비를 연결하여 먼 거리에서 안정성 있게 전송한다.
1394는 직렬 방식이기 때문에 안정성이 좋으며 10m가 넘는 거리도 안정성이 높게 자료를 전송한다.
때문에 1394는 먼 거리에서 많은 자료를 빠르고 깨끗하게 전송해야 하는 장치의 인터페이스로 사용 되고 있다. 케이블 길이는 4.5미터로 규정되어 있으나 이 길이 역시 연장하는 방법으로 현재 연구 중이다.
쌍방향 통신 기능이 뛰어나다
IEEE 1394는 USB와는 달리 쌍방향 통신기능이 뛰어나다. 모든 주변기기마다 IEEE 1394 인터페이스를 제어할 수 있는 IC를 내장할 수 있기 때문에 각각의 장비가 독립적으로 사용 가능하다. 즉, IEEE 1394는 모든 기기가 호스트가 되는 것이 가능하다. 물론 각가의 장치는 동등한 관계를 가진다. 대신 그만큼 인터페이스가 복잡해지고 장비의 제조 단가도 높아진다.
모든 전자제품, 통신 장비와 연결이 가능하다
현재 1394는 데이지 체인 형태를 지원하기 때문에 하나의 브리지를 통해서 최대 63개의 주변기기를 72m까지 연결할 수 있으며 스프리터를 이용하면 더욱 많은 장비를 연결할 수 있다.
따라서 1394는 고속 전송이 필요한 각종 자이와 전자제품의 입출력 방식으로 각광받으며 SCSI를 대신할 수 있는 새로운 인터페이스가 될 것으로 전망하고 있다.
특히 비동기전송(Asynchronous)과 등시(Isosynchronus)전송 모드를 통해 ATM과 연결하는 방법도 개발중인데 이 기술이 개발된다면 모든 통신, 가전기기, 컴퓨터 장비의 연결이 가능할 것으로 보인다.
핫플러깅 지원으로 전원 켠 상태에서도 자동 인식한다.
1394는 핫프러깅을 지원하기 때문에 연결 플러그를 끼우면 자동으로 인식한다. SCSI처럼 ID번호를 지정하거나 터미네이터를 달 필요가 없다. 또 전원을 켠 상태에서도 IEEE 1394 장치를 장착 탈착할수 있다.
IEEE 1394가 SCSI와는 달리 터미네이터를 달 필요가 없는 이유는 데이지체인 방식을 그대로 사용 하는 것이 아니고 포인트 투 포인트(Point-개-Point)방식이라는 버스 방식을 사용하기 때문에 가능하다.
전원 공급선이 내장되어 있다
1394는 PC뿐만 아니라 TV, 비디오 등의 가전제품과도 연결이 쉽다. 특히 전원 공급선이 내장되어있어 8∼40V의 직류 전압과 1.5A의 전류를 공급할 수 있다. 따라서 프린터나, 저장장치 드라이브,스캐너 등을 사용할 때 별도의 전원선 필요 없어진다.
애플사의 특허료 부분이 문제로 대두되고 있는 것이 문제
이처럼 IEEE 1394는 고속 통신이 가능하며 모든 전자, 통신 장비를 통합할 수 있는 새로운 인터페이스로 주목받고 있다. 또한 1394 장비의 가격은 SCSI보다 저렴할 것으로 예상하고 있어 많은 업체에서 이미 IEEE 1394용 장비를 개발하고 있다. 그러나 요즘 와서 애플사의 특허료 요구 문제로 많은 업체들의 반발을 사고 있는 형편이라 보급이 순탄하지 않을 것으로 보인다.
IEEE 1394가 느린 직렬 버스를 채택한 이유
직렬 방식보다 병렬 방식이 고속 구현에 적합하다는 것은 상식이다. 그런데 차세대 버스를 꿈꾸는 IEEE 1394가 직렬 전송 방법을 택한 이유는 무엇 때문일까? 병렬 방식이 지니는 한계 때문이다. 병렬 방식을 선택하게 되면 케이블과 커넥터의 크기가 커질 수 밖에 없다. 예를 들어서 SCSI 방식의 경우 50개의 선이 하나의 게이블에 들어가므로 케이블도 두꺼워지고 커넥터도 50핀이나 68핀 으로 많아진다. 따라서 소형화의 큰 걸림돌이 된다. SCSI 케이블과 커넥터의 큰 크기를 보면 쉽게 이해할 수 있을 것이다. 두꺼운만큼 제조비용도 더 든다. 또한 수십 가닥의 선이 하나의 케이블에서고속으로 신호를 주고받다 보면 간섭현상이 일어나 전송의 안정성이 떨어진다. 이렇게 되어서는 소형 가전 제품에 사용할 수 있는 인터페이스 구현이 어렵다. 이런 이유 때문에 IEEE 1394는 직렬 버스를 채택한 것이다.
파이버 채널(Fiber Channel)
파이버 채널은 고급 서버나 RAID(Redundant Array with Inexpensive Disks) 시스템을구축하기 위한 차세대 규격으로 활발하게 논의되고 있는 고속 직렬 인터페이스이다.
10Km의 장거리도 고속으로 연결할 수 있다.
IEEE 1394와 마찬가지로 SCSI를 뒤를 이을 것으로 보고 있는데 100MB/sec의 빠른 속도로 자료를 전송한다. 동축 케이블을 사용할 경우에는 연결거리가 30미터이지만 광케이블을 사용할 경우에는10Km까지 연결할 수 있어 연결 거리도 가장 긴 편에 속한다. 또한 SCSI나 IP(Internet Protocol)와 같은 기존 프로토콜과 연계하기 쉽기 때문에 활용도가 매우 높다. 장치는 126개까지 연결할 수 있다.
랜을 구축하는 것도 가능하다
기본적으로 파이버채널 역시 두 대의 시스템을 연결할 때 사용하지만 여러 대를 연결하여 랜을 구축하고자 할 때도 사용할 수 있도록 FC-AL(Fiber Channel Arbitration Loop)라는 규격도 등장했다. 그러나 아직은 고가의 장비들이라 대중화되지 않고 있는 인터페이스이다.
현재 FC외에도 SSA(Serial storage architecture)등이 SCSI를 이을 차세대 고속 인터페이스 규격으로 논의되고 있다.
IrDA
IrDA는 적외선을 이용한 무선 통신 인터페이스다
IrDA(Infrared Data Association=적외선 데이터 협회) 적외선 포트 인터페이스는 보통 적외선 포트라고 부르며 무선통신 인터페이스라는 점이 특징이다. 그래서 USB나 IEEE1394등의 유선 인터페이스와는 다른 영역에서 자리를 넓혀가고 있는데 적외선 포트를 이용한 IrDA 인터페이스를 사용하면 프린터 케이블을 연결할 필요가 없어서 매우 편리하다. 앞으로 더욱 각광 받을 차세대 인터페이스의 한 종류이다.
IrDA는 협회 이름이자 전송기술 이름이다
IrDa는 적외선을 이용하여 데이터를 전송하는 기술을 협의하는 기관의 이름이자 이를 이용한 전송기술의 이름이다.
IrDA는 1993년 결성된 협회로 여기서 만든 IrDArl술은 현재 휴대형 개인단말기(PDA)와 노트북, 프린터, 데스크탑PC, 무선키보드, 디지털 카메라등의 다양한 제품에서 사용되고 있는 기술로 점차 사용 범위가 확대되어가고 있다.
PC99에는 IrDA와 RF(Radio frequency:주파수를 이용한 무선통신)를 사용하기도 한다.
IrDA는 무선을 이용하지만 장적외선을 이용하기 때문에 전파를 이용한 방식처럼 상호 간섭하거나 다른 기기를 오동작시키는 오류가 없는 등 안성성에서도 뛰어나다. 대신 적외선의 직진성 때문에 각도와 방해물에 제한을 받는다는 단점이 있다.
현재 IrDA 1.0 규격은 최대 전송속도 115.2kbps를 지원하며 IrDA 1.1은 4Mbps를 지원하므로 랜에 버금가는 속도를 구현한다. 따라서 IrDA 장비를 구입할 때는 4Mbps 지원하는 1.1 규격 제품으로 사는 것이 좋다.
