지난 글에 이어 이번 글에서는 타입-C(Type-C)를 지원하는 핵심기술 중 하나인 FRS(Fast Role Swap)과 이를 활용한 설계상의 유의점을 알아본다.

DRP 외에도 새로운 Type-C 패러다임을 지원하는 핵심기술 중 하나는 FRS(Fast Role Swap)이다. FRS는 전원을 필요로 하는 기기에 항상 전원을 공급할 수 있도록 하는 기술이다. 실제 상황에서 이는 표준 순서에 따르는 과정 중 전원 공급 기기가 도크에서 분리될 때마다 발생한다.

FRS는 전원 역할 스왑 시퀀스(power role swap sequence)를 가속화해서 데이터와 사용자 경험이 중단되지 않도록 한다. 실제로 전원이 도크에서 분리되어도 이에 연결된 주변 기기는 영향을 받지 않아야 한다.

이 프로세스는 Type-C 커넥터 상의 CC 핀을 사용해 제어 및 가동된다. 전원이 도크에서 제거되면 CC 핀을 대지 전위(ground potential)로 구동해 현재 전원이 공급되고 있는 기기에 신호를 보낸다.

이 시점에서 FRS 신호는 CC 포트의 모든 동작을 무시하며 전송 대기 중인 메시지는 삭제된다. 싱크 기기가 FR_Swap 메시지에 응답하면 주고받기(handshaking)가 완료된다. 그림 1의 흐름도는 FRS 프로세스를 보여준다.

이 사양은 150µs(마이크로초) 이하로 일부 추가 기술이 필요하다. 주로 FRS를 지원하는 허브는 사용할 수 있는 몇 가지 Type-C 포트를 갖고 있으며 각각 PD를 포함한 자체 Type-C 포트 컨트롤러와 연계된다.

모든 포트를 조정하려면 PD 컨트롤러는 함께 작동해야 하며, Type-C 포트 매니저(TCPM)나 온세미컨덕터의 FUSB307B와 같은 DRP와 FRS 지원을 갖춘 PD 3.0용으로 설계된 PD 컨트롤러를 사용해야 한다.

내구성 있는 방식으로 FRS를 구현하려면 도크의 주 전원 공급 장치가 갑자기 제거되는 경우 등 여러 시나리오를 고려해야 한다. 이는 TCPM을 포함해 도크에 있는 모든 기기에 영향을 미칠 수 있다.

FRS는 새로운 유형의 사용자 경험을 제공하기 위해 USB 도크의 발전을 촉진할 수 있는 기술이다. 이 USB 생태계는 급속히 성장하고 있으며 여러 기기에서 USB Type-C 채택이 이뤄지면서 기술 변화는 더욱 확대될 것으로 보인다.

OEM은 DRP와 FRS 지원을 갖춘 PD 컨트롤러를 채택해 이 새로운 기회를 활용할 수 있는 보다 나은 위치에 있게 된다.

글 : 크리스티안 클레인(Christian Klein) / 엔지니어링 기술 그룹 / 온세미컨덕터