슭의 개발 블로그

아이폰도 USB-C를 사용하면서 온 세상이 USB 로 통일됐지만 실제로는 너무 다양한 USB가 존재한다. 기본 형태인 USB-A나 최근 많이 사용되는 USB-C 뿐 아니라, 보통 5핀이라고 불리는 micro-B를 포함한 다양한 USB-B 컨넥터들이 존재한다. 그래도 컨넥터는 모양이 다르기 때문에 쉽게 구분할 수 있는데 케이블은 답이 없다. 겉으로는 똑같아 보이는 케이블이라도 어떤 케이블은 데이터 통신이 안 되고 어떤 케이블은 데이터 통신이 가능하다. 이런 차이는 케이블 내부 구성에 따라 발생한다. 이번 글에서는 USB 2.0 케이블의 내부를 통해 USB 케이블에 대해 자세히 알아보겠다. Micro-B 케이블의 편조 차폐와 호일 차폐 위 사진은 집에서 돌아다니던 A - Micro-B USB 2.0 케이블의 피복을 벗겨낸 것이다. 절연체 아래로 금속 선이 있는 것을 알 수 있다. 이 선들은 금속 선이지만 전선은 아니다. 이 선은 전자기 차폐를 목적으로 들어간 금속 선이다. 실제 전선은 이 금속 선을 벗겨야 나온다. 이번에 자른 케이블에는 두 종류의 차폐가 사용됐다. 하나는 얇은 금속 호일이고, 다른 하나는 얇은 도체의 가닥으로 이루어져 있다. 전자는 보통 호일 차폐(Foil Shielding)라고 부르고 후자는 편조 차폐(Braided Shielding)라고 부른다. 이 둘은 다 외부 전자기장으로부터 전선을 보호하기 위해 사용되지만, 특성이 약간 다르다. 보통 편조 차폐가 저주파수 전자기파를 차단하는 것에 효과적이고, 호일 차폐가 고주파수 전자기파를 차단하는 데 효과적이다. USB 3.0의 고속 전송 케이블은 이 두 차폐를 사용하는 것이 필수적이고, 그 외의 경우에는 필수는 아니고 권장 사항이다. 하지만 어지간한 싸구려 케이블을 쓰지 않는 한 요즘은 USB 2.0 케이블에도 이 두 가지를 같이 사용한다. 차폐 선이 쉴드와 연결되지 않았다 하지만 고속 전송을 지원하는 케이블이 ...

USB는 데이터 전송을 목적으로 설계되었지만, 전원 공급 기능도 포함하고 있다. 이는 USB로 연결된 간단한 저전력 기기를 동작시키기 위한 것이다. 그래서 USB 2.0에서는 5V 전압과 0.5A의 전류를, USB 3.2에서는 5V 전압과 0.9A의 전류 공급이 가능하다. 하지만 이 스펙은 어디까지나 USB를 통한 데이터 통신을 하는 데 필요한 디바이스를 동작시키기 위함이지, USB를 전원 공급을 위해 이용하려는 목적은 아니었다. 따라서 저전력 기기가 아닌 외장 하드 같은 디바이스는 별도의 전원 공급을 필요로 했고, USB를 통한 전원 충전은 USB가 본래 의도했던 기능이 아닌 일종의 부작용에 가까운 일이었다. 하지만 iPod을 비롯한 많은 MP3 플레이어나 PMP 플레이어들이 이를 이용한 충전 기능을 가지고 나왔다. 어차피 데이터 통신을 위해 USB 포트가 필요하니 별도의 충전 포트를 만드는 것보다 USB 포트를 재사용하는 것이 기기를 싸고 가볍고 작게 만들 수 있었기 때문이다. 결국 브랜드마다 독자적인 USB를 통한 전원 충전 규격들이 만들어졌. 사람들은 이런 혼란스러운 상황이 해결되기를 원했고, 결국 2007년 USB-IF는 USB Battery Charging(a.k.a. BC)라는 표준을 만들어 USB 충전기를 표준의 영역으로 가지고 왔다. SDP DCP CDP 데이터 전송 가능 데이터 전송 불가 데이터 전송 가능 최대 0.5A(USB 2.0) 최대 0.9A(USB3.x) 최대 1.5A 최대 1.5A 별도 핸드셰이크 없음 D+/D- 쇼트 D+/D- 라인에 독립적으로 전압을 가해 핸드셰이크 데스크톱, 노트북 등에서 사용 USB 충전기에서 주로 사용 데스크톱, 노트북...

지난 글 에서 설명했듯이 USB 2.0에서는 VCC / GND / D+ / D- 4개의 케이블이 있기 때문에 4개의 핀만 필요하다. USB 3.x 케이블을 위해 필요한 케이블은 VCC / GND 와 고속 전송을 위한 두 쌍의 레인( SSRx+ , SSRx- , SSTx+ , SSTx- 라고 한다. 이에 대한 자세한 설명은 다음 기회에 하도록 하겠다.) 그리고 혹시 차폐에 쌓여있을 수 있는 노이즈를 접지로 보내 안전하게 제거하기 위한 GND_DRAIN 케이블까지 총 7개의 케이블이 사용된다. 이 중 VCC 와 GND 는 USB 2.0에서 사용하는 선과 공유하기 때문에 새로운 5개의 선이 더 필요하다. 이미지 출처: Wikipedia 이미지 출처: Wikipedia 이 5개의 선을 핀에 연결하기 위해 USB 3.0 표준은 새로운 모양의 Type B 컨넥터를 도입했다. 기존 Type B 컨넥터는 4개의 핀만을 가지고 있고 확장할 수 없는 구조로 돼있기 때문이다. 따라서 Type B 컨넥터의 경우에는 컨넥터 모양만으로도 USB 2.0 케이블인지 USB 3.0 케이블인지 쉽게 구분할 수 있다. 하지만 Type A 컨넥터나 Type C 컨넥터는 상황이 다르다. 상하 대칭으로 24개의 핀을 가져 최대 12개의 선을 연결할 수 있는 Type C 컨넥터는 컨넥터 모양 만으로 USB 2.0 케이블인지 USB 3.x 케이블인지 구분할 수 없고, 케이블에 SuperSpeed 로고가 있는지 확인해야 한다. 그렇지 않으면 다음과 같이 Type C - Type C 케이블이지만 최대 전송 속도가 480 Mbps인 케이블을 만나게 된다. USB 2.0 Type C 케이블도 존재한다. Type A 컨넥터는 상황이 좀 재밌다. Type A 컨넥터도 원래는 4개의 핀만을 지원하도록 설계됐다. 하지만 Type B와는 다르게 Type A 컨넥터는 너무 많이 사용됐다. 따라서 USB 3.x를 위해 새로운 모양의 컨넥터를...

객체 지향 프로그래밍(Object-Oriented Programming, a.k.a. OOP)은 코드를 객체라는 독립적인 모듈로 묶어 관리한다. 각 객체는 관심사의 분리 원칙에 따라 만들어져야 하는데, 이는 각 객체가 자신의 특정 책임에 집중해야 한다는 의미다. 그러나 실제 서비스를 개발하다보면 여러 객체나 모듈에 걸쳐 공통적으로 나타나는 기능들을 종종 만나게 된다. 이렇게 여러 모듈에 걸쳐 있는 기능들을 횡단 관심사 (Cross-cutting Concerns)라고 부른다. 횡단 관심사가 가지는 문제점 Scattering 이러한 횡단 관심사들은 OOP만으로 다룰 경우 두 가지 주요 문제를 만든다. 첫 번째 문제는 Scattering 이라고 부른다. Scattering은 특정 기능의 코드가 복사 붙여넣기를 통해 여러 곳에 흩뿌려지는 현상을 말한다. 예를 들어, 모든 함수에 사용자 권한 확인 로직과 로깅 코드를 추가한다고 해보자. 동일한 로깅 및 권한 확인 코드가 각 메서드 내에 반복적으로 나타날 것이다. Tangling 다른 문제는 Tangling 이다. 직역하면 얽힘이라고 할 수 있는데, 이는 비즈니스 로직과 횡단 관심사의 코드가 하나의 모듈이나 함수 안에서 뒤섞여 복잡해지는 현상을 말한다. get_book_info 함수의 주된 목적은 원하는 책의 정보를 찾는 것이다. 하지만 로깅, 권한 확인, 성능 측정 등 다양한 관심사가 그 안에 뒤얽혀 있다. 이 때문에 이 함수의 가독성은 떨어지고 핵심 비즈니스 로직을 파악하기 어려워진다. 이는 마치 지저분한 책상과 같다. 익숙해지면 무엇이 어딨는지 한 번에 알 수 있지만, 익숙하지 않은 사람은 무엇이 어디있는지 찾기 힘들어진다. Aspect-Oriented Programming의 등장 관점 지향 프로그래밍(Aspect-Oriented Programming, a.k.a. AOP)은 이런 문제를 비즈니스 로직 과 횡단 관심사 를 분리하여 해결하려 한다. AOP는 90년대 후반 Xerox PARC...

지난 글 에서 설명했듯이 OS X, 리눅스를 포함한 Unix를 이어받은 운영 체제는 LF (line feed, 0x0A , \n )를 개행 문자, 즉 커서를 다음 줄의 시작으로 옮기는 문자로 이용한다. 하지만 표준에 정의 된 LF 의 동작은 커서를 다음 줄로 내리는 것일 뿐, 커서를 줄의 처음으로 이동하지 않는다. 파일을 항상 운영 체제에 종속적인 애플리케이션을 통해서만 접근한다면 표준과 다른 동작은 문제되지 않는다. 하지만 파일과 입출력의 구분이 없는 유닉스 계열에서 파일과 프로세스의 입출력이 상호작용할 때 이 차이는 문제될 수 있다. 이 차이를 다루기 위해서 터미널은 출력에 적절한 가공을 하여 출력한다. 이를 제어하기 위한 플래그가 POSIX.1 표준이 정의 하는 termios 구조체의 c_oflag 다. c_oflag 는 터미널이 받은 문자를 출력하기 전에 어떤 후처리를 할지에 대한 플래그다. c_oflag에서 가장 중요한 플래그는 OPOST 다. 이는 입력에 대한 후처리를 할지 말지에 대한 플래그로 OPOST 가 꺼져있으면 다른 플래그와 상관없이 터미널은 받은 문자열을 그대로 보여준다. 이 플래그를 끄는 경우는 거의 없다. 하지만 터미널을 텍스트를 보여주기 위한 용도가 아닌 바이너리 데이터를 전송하기 위해 사용하는 경우 끄는 것이 좋다. 터미널이 Unix 계열 운영 체제에서 원하는대로 동작할 수 있게 해주는 플래그는 ONLCR 이다. ONLCR 이 켜져 있으면 터미널은 출력을 해석할 때 NL 을 CRNL 로 해석한다. 즉, Unix에서도 ONLCR 이 꺼져있다면, LF 를 만났을 때, 다음 줄의 처음으로 이동하는 것이 아닌, 현재 위치의 다음 줄로 이동한다. Unix 계열 운영 체제에서 윈도우에서 만들어진 파일을 출력해야 할 경우, CRNL 을 NL 로 바꾸지 않고도 ONLCR 플래그를 끄는 것 만으로도 간단하게 출력할 수 있다. 이외에도 구형 Mac OS 처럼 동작하게 해주는 OCRNL 플래그나 탭문자( 0x09 , \t )를...