USB(Universal Serial Bus)

(1) USB(Universal Serial Bus)?
: PC의 주변 인터페이스로서 그 동안 serial port(RS-232C)와 parallel port(Centronics)를 주로 이용해 왔는데, 어느 것이나 전송속도가 느리다는 점과, 하나의 포트에 하나의 디바이스밖에 접속할 수 없기 때문에 여러 디바이스를 접속하기 위해서는 포트수를 증가시켜야 한다는 문제점이 있었다.

 그 이외에도 키보드, 마우스, 디스플레이 등은 개별 포트를 가지고 있어서, PC의 뒷면에는 각종 커넥터로 채워져 있다.
이들의 인터페이스를 통합하여 하나의 커넥터로 각종 주변기기를 접속할 수 있도록 한 것이 USB(Universal Serial Bus)이다.


(2) 탄생배경
: USB는 기존의 PC와 주변기기간의 인터페이스를 통합해 나가는 것을 목적으로, Compaq, Intel, Microsoft, NEC의 엔지니어들이 모여서 차세대의 주변 인터페이스에 대해 공동연구를 시작한 것이 USB 탄생의 기원이다. 게다가, DEC, IBM, Northern Telecom사가 개발에 합류하여 모두 7 회사에 의해 1995년에 0.9판의 사양서가 발행됨으로써 USB의 정체가 공개되었고, USB의 보급을 목표로 하는 추진 단체인 USB Implementers Forum도 설립되어, 가장 유력한 차세대 표준 주변 인터페이스로서 급속히 주목받게 되었다.

 1996년 정식 기능 사양서인 USB1.0 버전이 공개됨과 동시에, 컨트롤러 LSI가 제품화되고, 비로소 PC에 USB를 장비할 수 있는 환경이 갖추어졌다. USB1.0 버전은 12Mbps(full speed)로 저속부터 중속분야의 어떤 특정한 기기를 대상으로 하지 않고, 각종 기기를 혼재할 수 있다. 즉, 모뎀이나 프린터 등의 종래의 주변기기뿐만 아니라, 전화나 오디오기기와 같은 가정용 멀티미디어 기기의 데이터, 음성 등을 리얼타임으로 전송할 수 있는 사양으로 되어 있다. 단, 화상 데이터의 리얼타임 전송에는 전송속도가 부족하여 멀티미디어로서는 저속용으로 한정되어 그 한계를 드러냈다. 그래서, 스캐너, 디지털카메라와 같은 화상기기나 대용량 스토리지 등, 고속의 멀티미디어용 인터페이스로는 IEEE1394 등의 다른 인터페이스와 함께 사용하는 것을 생각하게 되었으나, 1999년 10월, USB2.0이 등장함과 동시에, 480Mbps(high speed)라는 초고속 전송이 가능해짐에 따라 이러한 문제가 말끔히 해결되었다.


(3) 특징 및 장점

- 빠른 전송 속도 (최대 480Mbps - USB 2.0 기준)
: 이미 다들 아시는 통신 속도 관련입니다. 일반적인 PC와 디바이스 인터페이스에서 부족하지 않은 속도입니다. 최근에는 USB 3.0 스펙 제정을하는 중인데, 구리선 + 광섬유를 사용하여 하위 호환은 물론 광섬유로 현재 속도의 10배에 가까운 속도까지 빨라질 것으로 예상됩니다.

- 다양한 통신 방식
: USB 2.0 부터 4가지의 전송 방식과 3가지의 통신 속도를 갖고 있기 때문에 디바이스의 특징에 따라 사용할 수 있습니다.

- Plug and Play 및 Hot Plug In 지원
: 언제든 꼽거나 뽑을 수 있고 디바이스가 동작 중일 때에도 주변 PC장치에게 전혀 영향을 주지 않고 연결 및 해제를 할 수 있습니다.

- 통일된 규격의 커넥터
: 커넥터 모양이 이미 정해져 있고 데이터 및 전원 라인 모두 합쳐 4라인 밖에 되지 않기 때문에 소형 커넥터를 사용 및 제작할 수 있는 이점이 있습니다. 

- 통신 안정성
: USB 프로토콜은 수신된 데이터의 에러 감지나 재전송을 요구 하고 수행하기 때문에 데이터의 신뢰성이 높으며, 이런 작업들을 하드웨어서 대부분 수행해주기 때문에 개발자 개입이 줄어드는 장점이 있습니다.

- 통신 버스에서 전원 제공
: 다른 통신 인터페이스와는 달리 통신 버스에서 DC 5V, 500mA 전원을 제공하기 때문에 디바이스에 별도의 전원 장치를 달아주지 않아도 됩니다.


(4) 제한적인 사항
: USB는 분명 매력적인 인터페이스이기도 하지만 물론 따르는 제약도 많습니다. 대표적으로 몇가지를 나열 해본다면, 전용 드라이버의 필요, 통신 길이가 보통 5m로 제약되기 때문에 장거리 통신 어려움, 한개의 호스트와 다수 디바이스가 보통 1:1 연결을 폴링 방식으로 돌아가면서 하므로 브로드캐스팅.. 즉, 동시에 다중 디바이스를 제어 하는 것이 불가능 합니다. 그외에 USB 인터페이스를 이용한 상용 제품을 만들어 판매하려면 Vendor ID와 Product ID를 취득해야합니다. 즉, 라이센싱 비용이 필요합니다.