USB 치트시트 (2022)

17 hours ago 3

USB 세대명과 마케팅 이름이 서로 엇갈려 같은 규격이 USB 3.0, 3.1, 3.2, Gen 1처럼 여러 이름으로 병기되며 혼동을 키움
세대별 표에는 신호 속도, MiB/s 환산값, 필요한 선 수, 케이블 길이가 함께 정리되어 있어 USB 1.1부터 USB4 40Gbps까지 한눈에 비교 가능함
USB Gen A x B 표기는 A를 세대, B를 lane 수로 두며, 인코딩 오버헤드와 실효 대역폭, 실사용 속도 차이까지 함께 드러남
케이블은 4선, 8선, 12선 구성에 따라 지원하는 lane 구조가 달라지고, USB Type-C는 두 개 lane을 지원할 만큼 충분한 핀 수와 CC, SBU 신호선을 갖춤
전력 표에는 USB 2.0의 2.5W부터 USB-C PD 3.1 EPR의 240W까지 최대 전압, 전류, 전력이 함께 정리되어 있어 데이터와 전력 규격을 한 번에 파악할 수 있음

USB 명칭과 속도

USB 마케팅 이름과 내부 표기명이 서로 달라 혼동되기 쉬우며, 같은 세대가 여러 이름으로 병기되기도 함
- SuperSpeed USB 5Gbps는 USB 3.0 / 3.1 / 3.2 / Gen 1 계열 이름으로 함께 쓰임
- SuperSpeedPlus USB 10Gbps는 USB 3.1 / 3.2 / Gen 2 계열 이름으로 함께 쓰임
- SuperSpeedPlus USB 20Gbps는 USB 3.2 Gen 2x2, USB4 20Gbps는 USB4 Gen 2x2, USB4 40Gbps는 USB4 Gen 3x2에 대응함
세대별 표에는 신호 속도, MiB/s 환산값, 필요한 선 수, 케이블 길이가 함께 정리되어 있음
- USB 1.1은 12 Mbps, 1.5 MiB/s, 4선, 4m로 표시됨
- USB 2.0은 480 Mbps, 60 MiB/s, 4선, 4m로 표시됨
- USB4 40Gbps는 40000 Mbps, 5000 MiB/s, 12선, 0.8m로 정리됨
USB Gen A x B 표기는 A를 세대, B를 사용하는 lane 수로 둠
- USB 3.2 Gen 1 x 1은 5000 Mbps 신호, 8b/10b 인코딩, 유효 4000 Mbps, 500 MiB/s, 실사용 400 MiB/s로 정리됨
- USB 3.2 Gen 2 x 1은 10000 Mbps 신호, 128b/132b 인코딩, 유효 9696 Mbps, 1212 MiB/s, 실사용 780 MiB/s로 표시됨
- USB 4 Gen 3 x 2는 20000 Mbps 신호 2개로 총 40000 Mbps, 유효 38787 Mbps, 4848 MiB/s, 실사용 2700 MiB/s로 정리됨
인코딩 오버헤드가 실효 대역폭에 반영되며, 예시로 8b/10b는 20% 오버헤드를 가짐
멀티 lane 시스템은 TX lane striping과 RX lane bonding을 사용함

케이블 선 수에 따라 전달 가능한 lane 구성이 달라짐
- 4선은 PWR, GND, D+, D- 로 구성됨
- 8선은 여기에 RX+, RX-, TX-, TX+ 가 추가됨
- 12선은 RX1/RX2, TX1/TX2 쌍까지 포함함
USB lane 1개는 +/- 꼬임선 한 쌍으로 정의됨
- 4선은 half-duplex lane 1개로 동작함
- 8선은 상향 1개와 하향 1개를 포함한 lane 2개로 동작함
- 12선은 상향 2개와 하향 2개를 포함한 lane 4개로 동작함
USB Type-C만 두 개 lane을 지원할 만큼 충분한 핀 수를 가짐
- CC1과 CC2는 DFP/UFP 감지에 쓰이며, 전력 협상과 alt mode 전환에도 사용됨
- SBU1과 SBU2는 DisplayPort AUX 채널과 hot plug detection용 보조 버스 선으로 쓰임
충전 규격 표에는 최대 전압, 전류, 전력이 함께 정리되어 있음
- USB 2.0은 5V, 500mA, 2.5W로 표시됨
- USB 3.0 / USB 3.1은 5V, 900mA, 4.5W로 정리됨
- USB Battery Charging 1.2는 5V, 1.5A, 7.5W임
- USB-C Current Mode 비PD는 5V, 3A, 15W임
- USB-C Power Delivery 1/2는 20V, 5A, 100W임
- USB-C PD 3.1 EPR은 48V, 5A, 240W임
관련 규격 문서는 버전별 링크로 정리되어 있음
- USB 1.0
- USB 1.1
- USB 2.0
- USB 3.0
- USB 3.1
- USB 3.2
- USB 4.0