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임베디드.일렉트로닉스

USB 규격. 전원

by 리치굿맨 2019. 8. 31.

 

USB 전원 규격 

 

USB 2.0 버스 전압 범위  : 규격상 4.4V ~ 5.25V

- 하이파워 타입의 허브인 경우 : 4.75V ~ 5.25V 

- 로우파워 타입의 허브인 경우 : 4.4V ~ 5.25V 

즉 USB 버스 전압은 절대 정확히 5V 가 공급되지 않으며,  최소 4V 까지 낮은 전압이 출력되는 경우도 있음을 숙지해야함. 이는 USB 호스트(PC) 마다 그 특성이 다르며  동일 PC에서도 상황에 따라서는 정상적인 5V 전압 나오다가가도 간헐적으로 4V 까지 낮은 전압이 출력되는 경우도 있다. 

 

USB Device 의 버스 전원에서의 전류 사용 . 

Low power device : USB 버스전원에서 최대 100mA 까지 사용하는 기기.

High power device : USB 버스 전원에서 최대 500mA 까지 사용하는 기기. 

 

자체전원 사용하는 USB 기기는 버스에서 최대 100mA까지 사용가능. 

 

USB 호스트가 기기에 전류 할당방식. 

USB규격상 USB 호스트는 기기 enumeration 과정중 기기측의 configuration descriptor 의 bMaxPower 에 기록된 전류량을 확인하고 해당하는 전류를 기기에 할당하도록 되어있다.  

-그러나, 실제 호스트의 처리는 bMaxPower 에 기록된 값대신 100mA 혹은 500mA 를 할당하는 경우가 많다. 

 

 

USB 기기 측의 전원처리. 

- USB 기기는 업스트림에 전원을 공급하면 안된다. 

- USB 기기 의 풀업저항도 VBUS 가 인가된 것만 이용해야하므로, USB 버스 전원을 사용하지 않는 기기도 VBUS 감지를 위하여 VBUS와의 연결된 결선이 있어야만 한다. 

- 기기는 자체 전원 혹은 버스 전원 겸용으로 설계해도 된다. USB 규격상 전원소스가 바뀌면 호스트는 기기를 재열거 해야하는데 디바이스측에서 버스 풀업저항에 연결된 전원을 끊었다가 다시 인가되도록 하여 호스트측에서 재열거 진행하게 할 수 있다. 이때 기기측의 configuration descriptror 에는 동적으로 자체 전원/ 버스전원 값을 설정해야 한다. 

주 : 현실에서의 상황은 기기 사용하는 전원이 버스든 자체전원이든 호스트에 인식 시킨 내용이 기기 동작에 별 영향이 없다. 즉, 버스전원을 사용하는 기기임에도 자체전원 사용한다고 디스크립트에 기록해둬도 전원공급은 정상적으로 됨. 

 

 

 

USB 허브의 전원 

루트허브(PC 에 붙박이로 장착된 허브)는 호스트의 전원을 직접 사용하고, 그외의 허브는 자체 전원 혹은 버스전원 사용한다. 

하이파워 허브 : 허브의 각 포트에 최대 500mA 공급가능. 

로우파워 허브 : 허브의 각 포트에 최대 100mA 공급가능. 

 

 

USB Suspend

- 서스펜드 상태는 호스트가 디바이스와 통신할 필요 없을때 디바이스의 버스 전원 전류 사용을 줄이기 위한 용도이다.

- USB 기기는 3밀리초 동안 버스에 아무 활동없다면(=호스트측의 SOF 패킷없다면) 서스펜드 상태로 진입시작해야하고 10msec 동안 idle 상태이면 기기는 서스펜드 상태에 있어야 한다. 

- 기기가 서스펜드 상태일때 버스 사용전류 0.5mA 이하여야 한다. wakeup 기능있는 하이파워기기는 수십mA이하. 

- 서스펜드된 기기는 필요시 호스트를 wakeup 시킬 수 있다.  

 

USB Resume (통신재개)

- 기기가  suspend 상태 중, 버스의 모든 활동은 기기를 resume 상태(통신 가능상태)로 되게한다. 

- 호스트측에서 기기의 wakeup 기능활성화 시킨 경우엔 기기는 호스트에게 resume 요청할 수 있다. 

- 호스트측의 통신재개 절차 : 최소 20밀리초 동안 resume 상태. 이것으로 기기가 suspend 에서 벗어나게 됨 ->(수백usec)-> EOP 시그널 출력  -> SOF 패킷출력하면서 정상통신상태. 

 

 

 

 

 

 

 


첫등록 : 2019년 8월 31일 

최종수정 : 

 

본 글 단축주소 : https://igotit.tistory.com/2288

 


 

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