KR200385063Y1 - 고속 카드 인터페이스 어댑터 - Google Patents

고속 카드 인터페이스 어댑터 Download PDF

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Abstract

데스크탑 컴퓨터, 노트북 컴퓨터 또는 개인 휴대 정보 단말기(PDA)와 같은 휴대 전자 장치용 고속 카드 인터페이스 어댑터는 고속 카드 인터페이스 장치가 범용 직렬 버스(USB) 인터페이스 시스템을 사용하게 한다. 고속 카드 인터페이스 어댑터는 고속 카드 인터페이스 커넥터 유니트, 전압 조정 회로 그리고 USB 인터페이스 커넥터 유니트를 포함한다. 전압 조정 회로는 USB 인터페이스 시스템에 의해서 제공되는 전원 전압을 고속 카드 인터페이스 장치를 동작시키기에 적합한 전압으로 감소시킨다.

Description

고속 카드 인터페이스 어댑터{EXPRESS CARD INTERFACE ADAPTER}
본 고안은 고속 카드 인터페이스 어댑터에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 고속 카드 주변 장치들 및 범용 직렬 버스(universal serial bus: USB) 인터페이스 시스템과의 연결을 가능하게 하는 고속 카드 인터페이스 어댑터에 관한 것이다.
노스 브릿지(North Bridge) CPU 및 DRAM의 기능적인 향상 이외에, 정보 기술의 빠른 발달에 따라 26-핀 PCI 소켓이 USB 및 PCI-고속 인터페이스 소켓으로 교체된다. 한편으로는 핀 제조 비용의 감소를 가져오는 핀 수의 감소 및 외부에서 꽂아지는 카드의 면적의 감소가 있다. 또 한편으로는 전자 장치들의 전송 주파수 및 동작 효율이 증가된다. 이 때문에, 효과적인 시스템 동작이 제공되도록 USB 및 PCI-고속 인터페이스를 갖는 어댑터 인터페이스들 또는 외부 장치들을 어떤 방법으로 셋업해야 하는 지가 오늘날 전자 산업에서 많이 요구된다.
USB 및 PCI-고속 인터페이스를 구비한 외부 시스템 또는 어댑터 시스템을 기술한 논문들은, 예를 들면, "USB selector switch"라는 제목을 갖는 U.S. Patent No. 6,141,719(Network Technologies, Inc. (Aurora, OH)에 의해서 제출됨), "USB electrical connector"라는 제목을 갖는 U.S. Patent No. 6,257,930(Advanced Connecteck Inc. (Hsintien, TW)에 의해서 제출됨), 그리고 "Output swing clamp for USB differential buffer"라는 제목을 갖는 U.S. Patent No. 5,808,481(Intel Corporation (Santa Clara, CA)에 의해서 제출됨)을 포함한다. 이들 모두는 오래된 시방서에 비해 USB 장치의 향상을 기술하고 있다.
인터페이스의 주파수 밴드폭(bandwidth)을 향상시키고 그 동작을 촉진하며 시스템의 제조 단가를 낮추기 위해서, PCMCIA 협회는 2003년에 새로운 고속 카드 표준을 소개하였다. 새로운 고속 카드 표준은 시스템과의 연결을 위한 인터페이스로서 PCI-고속 및 USB 2.0을 사용하고 있다. 하나의 카드가 2개의 인터페이스들을 가지며 고속 데이터 전송 및 핫 플러그/디플러그 동작(hot plugging/unplugging operation)을 지원할 수 있기 때문에, 새로운 인터페이스 시방서는 장차 상당한 개발 잠재력을 지니고 있다.
비록 새로운 고속 카드 표준에 의해서 빌트-인 USB 또는 PCI-고속 인터페이스가 동작을 촉진하고 전반적인 시스템 비용을 낮출 수 있지만, 그 응용은 여전히 상당히 제한된다. 왜냐하면, 표준이 단지 제한된 시간 동안 아웃되기 때문이다. 따라서, 고속 카드 인터페이스를 갖는 외부 장치들 또는 관련된 주변 장치들은 빌트-인 USB 또는 PCI-고속 인터페이스를 갖는 이전 세대의 시스템과 거의 연결될 수 없고 단지 유사하게 빌트-인 고속 카드 인터페이스 소켓을 갖는 전자 장치에 사용될 수 있다. 즉, 고속 카드 인터페이스를 갖는 외부 장치들 또는 관련된 주변 장치들은 현재 사용되는 범용 USB 또는 PCI-고속 인터페이스에 직접 연결될 수 없다. 이는 새로운 표준 인터페이스의 이용 가능성을 당상히 줄인다.
그러므로, 모든 현존하는 USB 또는 PCI-고속 카드 인터페이스에 직접 사용될 수 있는 시스템 및 새로운 고속 카드 인터페이스를 갖는 시스템의 주변 제품들은 전자 산업에 종사하는 사람에 의해서 요구되고 있다.
따라서, 본 고안의 목적은 제품 이용 가능성을 확장시키고 동작을 촉진시키기 위해서 USB 2.0 및 PCI-고속 인터페이스를 갖는 전자 장치에 적용될 수 있는 고속 카드 인터페이스 어댑터를 제공하는 것이다.
본 고안의 다른 목적은 고속 카드 인터페이스를 동작시키기에 적합한 전원을 공급하기 위해서 범용 직렬 버스(USB) 시스템에 의해서 제공되는 전원을 조정할 수 있는 고속 카드 인터페이스 어댑터를 제공하는 것이다. 이 때문에, 고속 카드 인터페이스는 USB 인터페이스를 갖는 전자 장치 어디나 사용될 수 있다.
상술한 제반 목적들 및 이점들을 달성하기 위해서 그리고 구현되고 여기서 넓게 설명된 바와 같이 본 고안의 목적에 따르면, 본 고안은 고속 카드 인터페이스 어댑터를 제공한다. 고속 카드 인터페이스 어댑터는 데스크탑 컴퓨터, 노트북 컴퓨터 또는 개인 휴대 정보 단말기(PDA)에 적합하며, 고속 카드 인터페이스 장치들이 USB 인터페이스 시스템과 연결되게 한다. 고속 카드 인터페이스 어댑터는 고속 카드 인터페이스 커넥터 유니트, 전압 조정 회로 그리고 USB 인터페이스 커넥터 유니트를 포함한다.
USB 인터페이스 커넥터 유니트는 외부 USB 인터페이스 시스템와 연결된다. USB 인터페이스 커넥터 유니트는 USB 인터페이스 표준을 만족하는 복수 개의 핀들을 포함한다. 상기 핀들은 2개의 시그널링 핀들(U_DM, U_DP)과 상기 USB 인터페이스 시스템에 의해서 제공되는 전원을 전달하기 위한 전원 핀(VCC)을 포함한다.
상기 전압 조정 회로는 상기 USB 인터페이스 시스템에 의해서 제공되는 전원 전압을 상기 고속 카드 인터페이스 장치를 동작시키기에 적합한 전압으로 낮춘다.
상기 고속 카드 인터페이스 커넥터 유니트는 외부 고속 카드 인터페이스 장치와 연결된다. 상기 고속 카드 인터페이스 커넥터 유니트는 상기 고속 카드 인터페이스 표준을 만족하는 복수 개의 핀들을 포함한다. 상기 핀들은 2개의 시그널링 핀들(USB_D+, USB_D-)과 상기 전압 조정 회로로부터의 조정된 동작 전압을 상기 고속 카드 인터페이스 장치로 전달하기 위한 전원 핀(VCARD)을 포함한다.
상기 고속 카드 인터페이스 커넥터 유니트의 시그널링 핀들(USB_D+, USB_D-)은 시그널링 라인들을 통해 상기 USB 인터페이스 커넥터 유니트의 시그널링 핀들(U_DM, U_DP)과 연결된다. 본 고안의 고속 카드 인터페이스 어댑터가 USB 인터페이스 시스템에 연결될 때, 상기 USB 인터페이스 시스템은 상기 USB 인터페이스 커넥터 유니트를 통해 상기 전압 조정 회로로 전원을 공급한다. 상기 전압 조정 회로는 전원을 낮추고, 조정된 전압을 상기 고속 카드 인터페이스 커넥터 유니트의 전원 핀(VCARD)으로 전달한다. 따라서, 상기 전압 조정 회로로부터의 전압은 상기 고속 카드 인터페이스 장치를 구동하는 데 적합한 동작 전압을 제공할 수 있다. 상기 조정된 동작 전압은 3.3V인 반면에 상기 USB 인터페이스 시스템의 전원은 5.0V의 전압을 제공한다. 게다가, 상기 전압 조정 회로는 정확히 3.3V의 동작 전압을 출력할 수 있다. 주요한 하향 전압 조정을 제공하는 것이 외에, 상기 전압 조정 회로는 전압 마이크로-조정기와 같이 3.3V의 정확한 출력을 제공하기 위한 다른 장치들을 더 포함한다.
앞서의 일반적인 설명 및 다음의 상세한 설명 모두 예시적이라는 것이 이해되어야 하며, 청구된 발명의 부가적인 설명이 제공되는 것으로 여겨져야 한다.
참조 부호들이 본 고안의 바람직한 실시예들에 상세히 표시되어 있으며, 그것의 예들이 참조 도면들에 표시되어 있다. 가능한 어떤 경우에도, 동일한 참조 번호들이 동일한 또는 유사한 부분을 참조하기 위해서 설명 및 도면들에 사용된다.
아래의 설명에서, 본 고안의 실시예에서 하나의 예로서 USB 2.0 인터페이스가 사용된다. 이 기술에 정통한 자는 본 고안에 기재된 내용으로부터 생기는 다른 기능들 및 이점들을 쉽게 이해할 수 있다. 본 고안은 또한 다른 실시예들(예를 들면, PCI-고속 인터페이스)을 통해 구현 및 적용될 수 있다. 게다가, 상세한 설명은 본 고안의 범위, 기술적 사상 그리고 다른 목적으로부터 상당히 벗어나지 않고 관점 및 응용에 따라 수정되거나 변경될 수 있다.
도 1은 본 고안에 따른 고속 카드 인터페이스 어댑터 내의 다양한 전기적인 핀들의 적용을 보여주는 도면이다. 여기서, 인터페이스 어댑터의 기능성과 관련된 유니트들만이 포함된다. 본 고안의 명세서와 관련이 없는 다른 유니트들은 표시되지 않았다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 고안의 고속 카드 인터페이스 어댑터는 전원 전압을 조정하기 위한 전압 조정 유니트(U1), 인터페이스와 연결하기 위한 고속 카드 인터페이스 커넥터 유니트(CONN1), 그리고 범용 직렬 버스(USB) 인터페이스 커넥터 유니트(CONN2)를 포함한다.
USB 인터페이스 커넥터 유니트(CONN2)는 USB 인터페이스의 전기 시방서를 만족하는 4개의 연결 패드들을 포함한다. 즉, USB 인터페이스 커넥터 유니트(CONN2)는 VCC, USB_DM, USB_DP, 그리고 GND를 포함한다. 고속 카드 인터페이스 어댑터가 USB 인터페이스 시스템에 연결될 때, USB 인터페이스 커넥터 유니트(CONN2)의 4개의 시그널링 라인들은 USB 인터페이스 시스템의 대응하는 시그널링 핀들에 연결된다. USB 인터페이스의 VCC 핀은 5.0V의 전원을 제공한다.
고속 카드 인터페이스 커넥터 유니트(CONN1)는 전원 핀들(VCARD), USB 시그널링 핀들(USB_D+, USB_D-), CPU 인에이블 핀(CPUSB#), 그리고 접지 핀들(GND)을 포함하는 고속 카드 인터페이스 표준을 만족하는 26개의 연결 패드들을 포함한다. 각 연결 핀의 정의에 관해서는 고속 카드의 시방서를 참조하라. 고속 카드 인터페이스의 전원 핀은 고속 카드 인터페이스를 구동하기 위해서 3.3V의 동작 전압을 입력받아야 한다. 만약 전원 전압이 3.3V보다 높으면, 고속 카드 인터페이스는 손상받을 수 있다. 반면에, 전원 전압이 3.3V보다 낮으면, 고속 카드 인터페이스는 거의 동작할 수 없다.
고속 카드 인터페이스에 의해서 제공되는 3.3V가 USB 인터페이스 시스템에 의해서 제공되는 5.0V와 다르기 때문에, 고속 카드 인터페이스 장치가 널리 설치된 기존의 USB 인터페이스 시스템에 사용되기 이전에 동작 전압 문제에 대한 조치가 취해져야 한다. 이 문제를 해결하기 위해서, 본 고안은 고속 카드 인터페이스 커넥터 유니트(CONN1)와 USB 인터페이스 커넥터 유니트(CONN2) 사이에 추가적인 전압 조정 회로(U1)를 제공한다. 전압 조정 회로(U1)는 USB 인터페이스 시스템으로부터 제공되는 전원 전압을 조정하고 어떤 손상없이 고속 카드 인터페이스를 구동하게 하는 전압으로 전원 전압을 변환한다.
본 고안의 고속 카드 인터페이스 어댑터가 USB 인터페이스 시스템에 연결될 때, USB 인터페이스는 USB 인터페이스 커넥터 유니트(CONN2)로 5.0V를 전달한다. 5.0V는 VBUS 라인을 통해 전압 조정 회로(U1)로 전달되고 고속 카드 인터페이스 유니트(CONN1)의 전원 핀으로부터 3.3V가 출력되기 이전에 3.3V로 감소된다. 전압 조정 회로(U1)는 주로 5.0V 전압을 정확하게 3.3V로 하향 조정한다. 이 때문에, 전압 조정 회로(U1)는 주로 메인 전압 조정 장치(예를 들면, 수동 소자들(C8, BC10)을 포함하는 웨이브 필터)와 전압 마이크로-조정 회로(U10)와 같은 3.3V 출력을 정밀하게 조정하기 위한 다른 장치들을 포함한다. 게다가, 고속 카드 인터페이스는 USB 2.0 인터페이스 뿐만 아니라 PCI-고속 인터페이스를 구비한다. 이 때문에, 전압 조정 회로(U1)는 적절한 인터페이스 전송이 수행될 수 있도록 현재의 시스템이 PCI-고속 인터페이스보다는 오히려 USB 인터페이스임을 고속 카드 인터페이스에게 알려주기 위해서, CD#을 통해 CPUSB#로 인에이블 신호를 출력한다.
USB 인터페이스 커넥터 유니트(CONN2)의 U_DM 및 U_DP 핀으로부터의 USB 신호는 전송 경로로서 작용하는 USB_DM 및 USB_DP 라인을 통해 고속 카드 인터페이스 커넥터 유니트(CONN1)의 USB_D- 및 USB_D+ 핀에 직접 연결된다.
앞서 언급된 고속 카드 인터페이스 커넥터 유니트(CONN1) 및 USB 인터페이스 커넥터 유니트(CONN2)가 실질적으로 고속 카드 인터페이스 장치와 USB 인터페이스 시스템을 연결하기 위한 2개의 외부 포트들임은 이 기술에 정통한 자에게 자명하다. 이 때문에, 본 고안의 주요한 물리적인 구성은 고속 카드 인터페이스 표준에서 동작하는 고속 카드 인터페이스 장치를 받아들이기 위한 고속 카드 플러그 슬롯과 USB 인터페이스 표준에서 동작하는 USB 인터페이스 시스템을 받아들이기 위한 USB 플러그 슬롯을 포함한다.
비록 전압 조정 회로(U1)가 추가적인 장치이지만, 이를 구현하는 데는 아무런 문제가 되지 않는다. USB 인터페이스 커넥터 유니트(CONN2)로부터의 전압은 전압 감소를 위해 VUSB 전원 라인을 통해 전압 조정 회로(U1)로 전달되고, 감소된 전압은 고속 카드 인터페이스 커넥터 유니트(CONN1)의 전원 핀(VCARD)으로 전달된다. 따라서, 널리 사용되는 USB 인터페이스 시스템을 위해서, 본 기술은 다양한 응용에 있어 제한없는 확장 성능을 갖는다. 게다가, 고속 카드를 본 고안의 어댑터에 연결한 후의 로딩 변화는 전압 조정 회로(U1) 내부의 수동 소자들(C9, BC1)을 포함하는 전압 레귤레이터에 의해서 흡수될 수 있다. 전압 레귤레이터에 의한 로딩 변화의 감쇄를 통해, 본 고안의 어댑터는 보다 높은 동작 안정성을 갖는다.
USB 인터페이스가 본 고안의 동작 원리 및 효과를 보여주기 위한 앞서 언급된 실시예의 한 예로 사용됨에 유의해야 할 것이다. 때문에, 이는 결코 본 고안의 범위를 제한하지 않을 것이다. 사실, 본 고안의 고속 카드 인터페이스 어댑터를 위한 많은 응용들이 존재한다. 일반적으로, 고속 카드 인터페이스 어댑터는 다양한 사우스 브리지 확장 장치들과 인터페이스하도록 적용될 수 있다. 비록 고속 카드의 USB 시방서가 장차 2.0과 다른 버젼으로 변경되더라도, USB 인터페이스 시스템이 5.0V를 제공하고 고속 카드 인터페이스 장치가 3.3V를 요구하는 한, 본 고안은 고속 카드 인터페이스 장치를 USB 인터페이스 시스템에 연결하는 데 여전히 사용될 수 있다. 게다가, 상세한 설명은 본 고안의 범위, 기술적 사상 그리고 다른 목적으로부터 상당히 벗어나지 않고 관점 및 응용에 따라 수정되거나 변경될 수 있다.
본 고안의 범위 또는 기술적 사상을 벗어나지 않고 본 고안의 구조가 다양하게 수정되거나 변경될 수 있음은 이 분야에 숙련된 자들에게 자명하다. 상술한 내용을 고려하여 볼 때, 만약 본 고안의 수정 및 변경이 아래의 청구항들 및 동등물의 범주 내에 속한다면, 본 고안이 이 발명의 변경 및 수정을 포함하는 것으로 여겨진다.
본 고안은 고속 카드 인터페이스 커넥터 유니트(CONN1)와 USB 인터페이스 커넥터 유니트(CONN2) 사이에 추가적인 전압 조정 회로(U1)를 제공한다. 전압 조정 회로(U1)는 USB 인터페이스 시스템으로부터 제공되는 전원 전압을 조정하고 어떤 손상없이 고속 카드 인터페이스를 구동하게 하는 전압으로 전원 전압을 변환한다.
도 1은 본 고안에 따른 고속 카드 인터페이스 어댑터 내의 다양한 전기적인 핀들의 적용을 보여주는 도면이다.

Claims (7)

  1. 고속 카드 인터페이스 장치를 USB 인터페이스 시스템에 연결하기 위한 고속 카드 인터페이스 어댑터에 있어서:
    상기 USB 인터페이스 시스템과 연결되며, USB 인터페이스 표준을 만족하는 복수 개의 핀들을 구비한 USB 인터페이스 커넥터 유니트와;
    상기 핀들은 복수 개의 제 1 시그널링 핀들과 상기 USB 인터페이스 시스템으로 전원을 전달하기 위한 제 1 전원 핀을 포함하며;
    상기 고속 카드 인터페이스 장치와 연결되며, 상기 고속 카드 인터페이스 표준을 만족하는 복수 개의 핀들을 구비한 고속 카드 인터페이스 커넥터 유니트와;
    상기 고속 카드 인터페이스 커넥터 유니트의 핀들은 복수 개의 제 2 시그널링 핀들 및 상기 고속 카드 인터페이스 장치로 전원을 전달하기 위한 제 2 전원 핀을 포함하되, 상기 제 2 시그널링 핀들은 상기 USB 인터페이스 커넥터 유니트의 대응하는 제 1 시그널링 핀들에 연결되며; 그리고
    상기 제 1 및 제 2 전원 핀들에 전기적으로 연결되며, 상기 제 1 전원 핀을 통해 상기 USB 인터페이스 시스템으로부터의 상기 전원을 조정하고 상기 조정된 동작 전압을 상기 제 2 전원 핀을 통해 상기 고속 카드 인터페이스로 전달하는 전압 조정 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 고속 카드 인터페이스 어댑터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 USB 인터페이스 시스템은 5.0V 전원을 제공하는 것을 특징으로 하는 고속 카드 인터페이스 어댑터.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 고속 카드 인터페이스 장치를 구동하는 데 필요한 상기 동작 전압은 3.3V인 것을 특징으로 하는 고속 카드 인터페이스 어댑터.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 조정 전압 회로는 전압 감소 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고속 카드 인터페이스 어댑터.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 전압 감소 장치는 수동 전기 장치를 사용하여 구성되는 웨이브 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 고속 카드 인터페이스 어댑터.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 전압 조정 회로는 정밀한 동작 전압을 출력하는 마이크로-전압 조정기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고속 카드 인터페이스 어댑터.
  7. 제 1 항에 있어서,
    수동 전기 장치를 이용하여 구성된 전압 레귤레이터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고속 카드 인터페이스 어댑터.
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