USB 핀아웃:초보자 안내서

요즘에는 USB 인터페이스 덕분에 호스트 컨트롤러와 다른 여러 버스 전원 장치 간에 물리적 연결을 생성하는 것과 관련된 프로젝트를 쉽게 완료할 수 있습니다.

USB는 Universal Serial Bus의 약자로 호스트를 장치에 연결하기 위한 기본 인터페이스로 이전 모델(FireWire, RS-232 직렬 및 병렬)을 대체했습니다.

일반적으로 USB 시스템의 아키텍처에는 호스트 컨트롤러, USB 포트 및 다양한 장치가 포함됩니다. 또한 추가 USB 네트워크 허브를 추가하여 트리 연결 구조를 만들 수 있는 경우도 있습니다.

그러나 이는 모든 것의 표면일 뿐입니다.

따라서 이 기사에서는 USB에 대한 모든 것을 설명하고 회로에 대한 다양한 USB 예제를 제공합니다.

시작하겠습니다!

USB 핀아웃

USB 플래시 드라이브

USB에는 핀으로 작동하는 4개의 차폐 와이어가 있습니다. 이 와이어 중 2개는 전원 공급용이고 나머지 2개는 차동 데이터 신호 쌍용입니다. 전체 USB 핀아웃은 아래 표를 확인하세요.

핀	이름	케이블 색상	설명
1	VCC	빨간색	+5 VDC 전원 공급 장치 핀
2	D-	흰색	데이터 핀
3	D+	녹색	USB 데이터 케이블 Data+
4	GND 디지털 접지	검정	접지 핀

USB는 어떻게 작동합니까?

노트북에 USB 펜 드라이브 연결

모든 커넥터와 마찬가지로 모든 유형의 USB 커넥터에는 암수 유형이 있으므로 장치를 올바른 방향으로 연결해야 합니다.

시스템이 필요한 USB 프로토콜을 따를 수 있도록 올바른 USB 연결을 만드는 것이 중요합니다. 따라서 연결을 설정하기 위해 USB 원격 장치에는 업스트림 연결이라고 하는 기능이 있습니다. 이러한 원격 장치는 이 업스트림 연결을 사용하여 호스트에 연결합니다.

이제 호스트에는 원격 장치에 연결할 수 있는 다운스트림 연결도 있습니다.

또한 업스트림 및 다운스트림 연결을 서로 바꿔서 사용할 수 없습니다. 이렇게 하면 잘못된 연결을 방지하고 USB 케이블을 올바른 방향으로만 연결하는 데 도움이 됩니다.

또한 불법 루프백 연결 및 다운스트림 포트를 다른 다운스트림 포트에 연결하는 것과 같은 여러 문제를 방지하는 데 도움이 됩니다.

실제 작동 원리

먼저 USB 장치는 "D+" 및 "D-" 단자를 3.3V로 끌어오기 위해 풀업 저항을 사용하여 최대 속도를 표시합니다. 이제 호스트 또는 허브는 이러한 풀업 저항을 사용하여 복합 장치를 해당 포트에 연결할 때 감지합니다. 따라서 풀업 저항이 없으면 USB가 연결된 장치를 감지하지 못하거나 장치가 파손되었거나 커넥터가 파손된 경우

따라서 외부 장치를 처음 연결할 때 호스트 장치는 외부 장치를 스캔하고 장치를 실행하는 데 필요한 올바른 드라이버 버전을 로드합니다. 이를 위해 호스트는 연결된 하드웨어 또는 장치가 제공하는 제품 ID/공급업체 ID(PID/VID)를 사용합니다. 호스트가 필요한 장치 드라이버의 로드를 완료하면 하드웨어/장치를 사용할 준비가 됩니다.

참고:USB 호스트 컨트롤러에는 사양이 있습니다. 범용 호스트 컨트롤러 인터페이스 모든 USB 유형에서 작동하는 (UHCI), USB 1.1에서 작동하는 OHCI(Open Host Controller Interface), USB 2.0에서 작동하는 EHCI(Enhanced Host Controller Interface).

USB 커넥터 유형

원래 USB 케이블은 두 가지 유형 중 하나만 가능했으며 이 두 가지 유형에는 "Type A"와 "Type B"가 포함되었습니다. 그 후 우리는 더 강력한 시스템으로 더 나은 데이터 전송 속도를 자랑하는 USB C 유형을 얻었습니다.

다양한 USB 유형에 대한 전체 개요는 아래 표를 확인하십시오.

A형 USB 커넥터 핀아웃

Type-A USB는 가장 널리 사용되는 USB 커넥터 유형입니다. 또한 호스트 컨트롤러, 컴퓨터, 플래시 드라이브 및 기타 여러 항목에서 찾을 수 있습니다. 또한 Type-A USB는 컨트롤러 및 허브 전용이므로 다운스트림 연결만 할 수 있습니다.

플래시 드라이브

Type-A USB 커넥터는 다른 커넥터보다 크고 평평하고 직사각형입니다. 또한 마찰로 인해 이 커넥터가 제자리에 고정되어 쉽게 연결하고 분리할 수 있습니다. 그러나 장비가 진동할 수 있는 장소에서 사용하는 것은 좋은 생각이 아닙니다.

암컷 및 수컷 핀 배치도

Type-A USB에는 남성 및 여성 버전의 두 가지 버전이 있습니다. 남성 버전은 플러그이고 여성 버전은 소켓 또는 포트로 알려져 있습니다.

암 커넥터 버전은 호스트 컨트롤러에서 찾을 수 있는 반면 수 커넥터 버전은 일반적으로 메모리 스틱, 키보드, 마우스 및 기타 저장 장치 연결 장치와 같은 장치에 있습니다.

응용 프로그램

• 대부분의 개인용 컴퓨터에서 작동합니다.
• TV 및 음악 시스템에서도 작동합니다.
• 게임 콘솔과 거의 모든 휴대용 휴대용 기기 충전기에서도 찾을 수 있습니다.

A형 USB 핀아웃

Type-A 커넥터의 이전 버전에는 4개의 핀이 있는 반면 최신 버전에는 9개의 핀이 있습니다. 다음은 Type-A 커넥터의 모든 핀을 보여주는 표입니다.

참고:모든 세대의 Type-A USB 커넥터에는 핀 1~4가 있고 3세대 커넥터에는 핀 5~9가 있습니다.

A형 USB 핀 배치도

USB-B 핀아웃

USB-B는 프린터 및 스캐너와 같은 주변 장치를 연결하는 데 주로 작동하는 두 번째 커넥터 유형입니다. 또한 핀아웃 배열이 다릅니다.

B형 USB 핀 배열

커넥터의 상단 모서리에 약간의 경사가 있는 거의 정사각형 모양입니다. 또한 마찰을 사용하여 연결 시 제자리에 유지됩니다.

Type-B USB 포트는 주변 장치에서만 찾을 수 있는 업스트림 커넥터입니다. 따라서 대부분의 Type-B USB 애플리케이션에는 A to B USB 케이블이 필요합니다.

흥미로운 사실이 있습니다:

Type-B USB는 두 호스트 컴퓨터 간에 연결을 생성할 가능성을 상쇄했습니다. 따라서 피해를 방지하는 데 도움이 됩니다.

응용 프로그램

이 커넥터는 주로 프린터 및 스캐너와 같은 주변 장치에 작동합니다.

핀아웃

Type-A USB와 마찬가지로 Type-B의 이전 버전에는 4개의 핀이 있고 최신 3.0 버전에는 9개의 핀이 있습니다. 다음은 모든 핀을 보여주는 표입니다.

또한 두 개의 추가 핀이 있는 두 번째 유형의 B형 커넥터가 있습니다.

10	DPWR	해당 사항 없음	기기 전원
11	DGND	해당 사항 없음	그라운드 DPWR 반환

B형 핀아웃 배열

USB-C 커넥터

USB Type-C는 USB-B를 서서히 대체하고 있는 USB 사양입니다. USB 케이블 및 장치에 사용할 수 있는 작은 24핀 양방향 플러그입니다.

Type-C USB는 호스트와 장치 모두에 대한 커넥터 역할을 할 수 있습니다. 또한 최신 모바일 장치에서 Type-C USB를 찾을 수 있습니다.

USB 유형 C 핀 배치도

USB-C 커넥터 핀 배치

Type-C USB에는 24개의 핀이 있어 반대로 연결할 수 있습니다. 다음은 전체 핀 목록을 보여주는 표입니다.

마이크로 USB 핀아웃

기술이 최신 휴대폰 및 오디오 장치와 같은 많은 품목에 더 작은 USB 크기를 요구함에 따라 더 작은 커넥터가 필요하게 되었습니다. 그래서 탄생한 USB 마이크로컨트롤러입니다.

마이크로 USB에는 1.0 마이크로 USB 및 2.0 마이크로 USB와 같이 Type-A 및 Type-B USB 버전이 있습니다. 그러나 이러한 버전은 더 작아서 훨씬 더 얇은 장비 라인에 사용할 수 있습니다.

또한 마이크로 USB는 USB 표준이며 외부 소스에서 더 나은 전송 속도를 제공합니다.

핀아웃

표준 구형 마이크로 USB 커넥터에는 5개의 핀이 있는 반면 덜 일반적인 3.0 버전에는 10개의 핀이 있습니다. 다음은 마이크로 USB 커넥터의 핀을 보여주는 표입니다.

네 번째 핀 모드는 USB OTG(on-the-go)라고 부르는 모드입니다. 이를 통해 장치에서 주변 장치와 호스트 역할 사이를 전환할 수 있습니다. 또한 장치가 연결되면 전원 역할을 할 장치를 결정할 수 있습니다. 예를 들어, 안드로이드 폰을 노트북에 연결하는 것입니다. 노트북을 충전하는 휴대전화가 아닌 충전 전용 케이블이 있는 경우 노트북이 휴대전화를 충전합니다.

USB A 및 마이크로 USB 핀아웃

3.0 마이크로 USB 핀아웃

마무리

때때로 USB A-USB A 케이블을 사용하여 컴퓨터 또는 USB 장치를 A 스타일 암 포트가 있는 다른 USB 장치에 연결할 수 있다는 점을 언급할 가치가 있습니다. 따라서 두 시스템 간에 데이터를 전송할 수 있습니다.

USB 허브

그러나 두 대의 컴퓨터 또는 USB 허브와 두 대의 컴퓨터를 연결하기 위해 A-A 케이블 연결을 사용해서는 안 됩니다. 왜요? 이러한 연결을 생성하면 케이블이 두 컴퓨터에서 동일한 양의 전압(5V)을 수신하게 됩니다. 따라서 두 전원 공급 장치를 모두 연결하면 돌이킬 수 없는 손상 및 기타 문제가 발생합니다. 때로는 화재의 위험이 있기도 합니다.

이상으로 이 글을 마치겠습니다. 질문이 있는 경우 언제든지 연락해 주시면 기꺼이 도와드리겠습니다.