2 커넥터
1. 개요
1. 개요
PS/2 커넥터는 IBM이 1987년에 도입한 6핀 미니-DIN 커넥터 규격이다. 주로 컴퓨터에 키보드나 마우스와 같은 입력 장치를 연결하는 데 사용되었다. 이 커넥터는 이전에 널리 쓰이던 AT 커넥터를 대체하며 개인용 컴퓨터의 표준 입력 단자로 자리 잡았다.
PS/2 커넥터는 색상으로 장치를 구분하는 것이 특징이다. 일반적으로 키보드 연결용은 보라색, 마우스 연결용은 녹색으로 표준화되어 있어 사용자가 쉽게 구별할 수 있다. 이 규격은 IBM PS/2 컴퓨터 시리즈에서 처음 채용되어 그 이름이 붙었으며, 이후 다양한 PC 호환기종에서도 광범위하게 지원되었다.
이 커넥터는 직렬 통신 방식을 사용하지만, 각 장치에 전용 포트를 할당한다는 점에서 독특하다. 즉, 키보드와 마우스는 각각 지정된 포트에 연결해야 정상적으로 작동한다. 이러한 설계는 플러그 앤 플레이 기능이 제한적이라는 단점으로 이어지기도 했다.
PS/2 커넥터는 2000년대 중반 이후 USB의 등장과 보급으로 점차 그 자리를 내주기 시작했다. 그러나 낮은 지연 시간과 N키 롤오버 같은 특정 기능을 요구하는 전문 사용자나 일부 산업용 컴퓨터 분야에서는 여전히 사용되고 있다.
2. 역사
2. 역사
IBM이 1987년에 IBM Personal System/2 컴퓨터 라인과 함께 도입한 규격이다. 이전 IBM PC 호환기종에서 널리 사용되던 DIN 커넥터를 대체하기 위해 개발되었으며, 더 작은 크기와 향상된 성능을 목표로 했다. PS/2 커넥터는 초기에는 키보드 전용으로 설계되었으나, 이후 마우스 연결에도 사용되면서 데스크톱 컴퓨터의 표준 입력 장치 인터페이스로 자리잡았다.
1990년대 중후반부터 2000년대 초반까지 마이크로소프트 윈도우 운영체제가 보급되면서 개인용 컴퓨터 시장이 급성장했고, 이에 따라 PS/2 포트는 거의 모든 메인보드의 기본 사양이 되었다. 이 시기에는 키보드와 마우스를 각각 전용 포트에 연결하는 것이 일반적이었으며, 포트 색상(보라색-키보드, 녹색-마우스)을 통한 구분도 이때 정립되었다.
그러나 2000년대 중반 이후 USB의 등장과 보급으로 그 입지가 줄어들기 시작했다. USB는 플러그 앤 플레이 기능, 핫 스왑 지원, 더 많은 장치 연결 가능성 등의 장점으로 사용자와 제조사 모두에게 선호도를 얻었다. 결국 PS/2 포트는 점차 메인보드에서 제외되거나 1개만 제공되는 등 그 역할이 축소되었으며, 현재는 특정 산업용 컴퓨터나 게이밍 키보드 등 일부 특수 분야에서 제한적으로 사용되고 있다.
3. 하드웨어 사양
3. 하드웨어 사양
3.1. 커넥터 형태
3.1. 커넥터 형태
PS/2 커넥터는 6개의 핀을 가진 원형의 미니-DIN 커넥터 형태를 가지고 있다. 이 커넥터는 컴퓨터 본체의 마더보드에 장착된 포트에 꽂아 사용하며, 일반적으로 키보드와 마우스를 연결하는 데 쓰인다. 커넥터의 외관은 원통형 금속 쉘과 그 안쪽에 배치된 핀들로 구성되어 있으며, 커넥터 하단에는 방향을 맞추기 위한 돌출부가 있어 올바른 방향으로만 삽입할 수 있도록 설계되었다.
커넥터의 색상은 연결되는 입력 장치의 종류를 구분하는 중요한 표시 역할을 한다. 보라색 커넥터는 키보드 전용으로, 녹색 커넥터는 마우스 전용으로 사용되는 것이 산업계의 표준 관행이다. 이 색상 구분은 사용자가 본체 뒷면의 포트를 쉽게 식별하고 올바르게 연결할 수 있도록 돕는다. 포트 측에서도 동일한 색상 코딩이 적용되는 경우가 많다.
3.2. 핀 배열
3.2. 핀 배열
PS/2 커넥터는 6개의 핀을 가진 미니-DIN 형태로, 각 핀은 특정한 전기적 신호를 전달하도록 할당되어 있다. 표준적인 핀 배열은 다음과 같다.
핀 번호 | 신호 이름 | 설명 |
|---|---|---|
1 | DATA | 데이터 신호선 |
2 | NC (Not Connected) | 연결되지 않음 (예비) |
3 | GND | 접지 |
4 | VCC (+5V DC) | +5V 전원 공급 |
5 | CLK | 클럭 신호선 |
6 | NC (Not Connected) | 연결되지 않음 (예비) |
핀 1의 데이터 신호선과 핀 5의 클럭 신호선은 직렬 통신 방식으로 입력 정보를 전송하는 데 사용되는 핵심 신호선이다. 핀 4는 키보드나 마우스에 필요한 +5V 전력을 공급하며, 핀 3은 접지 역할을 한다. 핀 2와 핀 6은 일반적으로 사용되지 않는 예비 핀이다. 이 핀 배열은 IBM이 제정한 표준으로, 이후 대부분의 PC 호환기종에서 채택되었다.
3.3. 신호 및 프로토콜
3.3. 신호 및 프로토콜
PS/2 커넥터는 직렬 통신 방식을 사용하여 데이터를 전송한다. 키보드나 마우스는 마이크로컨트롤러를 통해 입력 신호를 생성하며, 이 신호는 클록 신호와 데이터 신호라는 두 개의 핀을 통해 컴퓨터의 입출력 컨트롤러로 전송된다. 클록 신호는 데이터 비트의 동기화를 담당하고, 데이터 신호는 실제 입력 정보를 담아 1바이트 단위로 전송된다. 이 프로토콜은 양방향 통신을 지원하여, 컴퓨터가 장치에 특정 명령을 전송하거나 LED 상태를 제어하는 것도 가능하다.
통신 프로토콜은 기본적으로 인터럽트 기반으로 동작한다. 입력 장치에서 데이터 패킷이 준비되면, 컴퓨터의 관련 인터럽트 요청 라인을 활성화시켜 CPU에게 즉시 처리하도록 알린다. 이 방식은 폴링 방식에 비해 시스템 자원 사용 효율이 높다는 장점이 있다. PS/2 키보드 프로토콜은 이전 AT 키보드 커넥터의 프로토콜을 확장한 형태이며, 스캔 코드 세트를 사용하여 키 눌림과 떼임을 구분해 전송한다.
마우스의 경우, 기본적으로 상대 좌표 변화량, 버튼 상태 등의 정보를 포함하는 3바이트 데이터 패킷을 전송하는 표준 프로토콜을 사용한다. 이후 등장한 휠 마우스나 고해상도 마우스는 4바이트 패킷을 사용하는 확장 프로토콜을 지원한다. 모든 데이터 전송은 10~16.7 kHz 범위의 클록 신호 하에서 이루어지며, 낮은 대역폭에도 불구하고 인간의 입력 속도를 충족시키기에 충분한 성능을 제공한다.
4. 키보드 연결
4. 키보드 연결
PS/2 커넥터는 주로 키보드를 컴퓨터에 연결하는 데 사용된다. 1987년 IBM이 IBM Personal System/2 컴퓨터 라인과 함께 도입한 이 커넥터는 이전에 널리 쓰이던 5핀 DIN 커넥터를 대체하여 더 작은 폼 팩터와 향상된 신호 안정성을 제공했다. 키보드용 PS/2 포트는 일반적으로 보라색으로 표시되어 있으며, 이는 마우스용 녹색 포트와 구분된다.
PS/2 키보드 연결은 인터럽트 기반 방식으로 동작한다. 키보드에서 키 입력이 발생하면 해당 신호가 마이크로컨트롤러를 통해 호스트 컨트롤러로 전송되고, 이는 CPU에 하드웨어 인터럽트를 발생시켜 즉시 입력을 처리하도록 한다. 이 방식은 폴링 방식을 사용하는 초기 방식보다 응답 속도가 빠르고 시스템 자원 사용이 효율적이라는 장점이 있었다.
PS/2 키보드는 USB 키보드와 달리 BIOS나 운영체제가 완전히 부팅되기 전인 POST 단계에서도 인식되어 사용될 수 있다는 점이 큰 특징이다. 이는 시스템 설정 변경이나 운영체제 설치 과정에서 유용하게 활용되었다. 또한, 각 키 입력이 독립적인 인터럽트로 처리되기 때문에 이론적으로 키 롤오버 성능이 우수한 편이었다.
하지만 PS/2 커넥터는 핫 스왑을 지원하지 않는다는 근본적인 한계를 지니고 있다. 컴퓨터가 켜진 상태에서 PS/2 키보드를 연결하거나 분리하면 포트나 마더보드가 손상될 수 있으며, 장치를 인식하기 위해서는 시스템 재시동이 필요했다. 이러한 불편함과 더 작은 크기의 USB의 등장으로 인해 PS/2 포트는 점차 주류 자리에서 물러나게 되었다.
5. 마우스 연결
5. 마우스 연결
PS/2 커넥터는 키보드뿐만 아니라 마우스를 연결하는 데에도 널리 사용되었다. 초기 IBM 개인용 컴퓨터 시스템에서는 직렬 포트를 통해 마우스를 연결했으나, PS/2 포트의 등장으로 전용 연결 방식이 표준화되었다. 이로 인해 컴퓨터 뒷면에는 키보드용과 마우스용으로 각각 하나씩, 총 두 개의 PS/2 포트가 일반적으로 제공되었다. 두 포트는 물리적으로 동일한 커넥터를 사용했지만, 마더보드 상에서 서로 다른 인터럽트 라인에 할당되어 호환되지 않는 경우가 많았다. 따라서 사용자는 키보드와 마우스를 각각 지정된 포트에 정확히 연결해야 했다.
PS/2 마우스는 직렬 포트 마우스에 비해 인터럽트를 직접 사용하여 더 빠른 응답 속도와 시스템 자원의 효율적인 사용이 가능했다. 이 프로토콜은 상대적으로 단순하여 마우스의 이동, 버튼 클릭, 휠 동작 등의 데이터를 호스트 컨트롤러에 전송하는 데 사용되었다. 마이크로소프트와 로지텍 같은 주요 하드웨어 제조사들은 이 표준을 채택하여 PS/2 포트용 마우스를 대량 생산했으며, 이는 1990년대 후반부터 2000년대 중반까지 데스크톱 컴퓨터의 사실상 표준 마우스 연결 방식이 되었다.
그러나 PS/2 포트는 USB의 등장과 보급으로 인해 점차 그 입지를 잃어갔다. USB는 핫 플러그 기능을 지원하고 더 많은 대역폭을 제공하며, 하나의 포트로 여러 장치를 연결할 수 있어 사용자 편의성이 훨씬 뛰어났다. 결과적으로 2000년대 후반부터 신형 마더보드와 노트북에서는 PS/2 포트를 점차 줄이거나 완전히 제거하는 추세가 되었으며, 현대의 대부분의 마우스는 USB 또는 무선 방식을 사용한다.
6. USB와의 비교 및 호환성
6. USB와의 비교 및 호환성
USB의 등장 이후, PS/2 커넥터는 점차 그 자리를 내주게 되었다. USB는 핫 플러깅(장치를 컴퓨터 전원이 켜진 상태에서도 연결 및 분리 가능)을 지원하며, 전원 공급 능력이 뛰어나고, 하나의 포트에 여러 장치를 연결할 수 있는 등 사용 편의성과 확장성 면에서 큰 장점을 가진다. 또한 데이터 전송 속도도 PS/2에 비해 빠르다. 이러한 이유로 2000년대 중반 이후 출시된 대부분의 데스크톱 컴퓨터와 노트북 컴퓨터에서는 PS/2 포트를 생략하거나 1~2개만 제공하는 추세이다.
하지만 PS/2 포트는 여전히 특정 분야에서 선호되거나 필요로 한다. 예를 들어, 일부 게이밍 키보드나 기계식 키보드 사용자들은 PS/2 연결이 키 입력을 인터럽트 방식으로 처리하여 USB보다 더 빠른 응답 속도와 N키 롤오버(NKRO)를 완벽하게 지원한다고 주장한다. 또한 산업용 컴퓨터나 특수 목적의 임베디드 시스템에서는 안정성과 호환성을 이유로 PS/2 포트를 계속 유지하는 경우가 있다.
두 규격 간의 호환성은 어댑터를 통해 어느 정도 해결된다. PS/2 키보드나 마우스를 USB 포트에 연결할 수 있는 PS/2 to USB 어댑터가 널리 사용되며, 반대로 USB 장치를 PS/2 포트에 연결하는 어댑터도 존재한다. 그러나 이러한 어댑터 사용 시 모든 기능(특히 PS/2 키보드의 고급 키 롤오버 기능)이 완벽하게 호환되지 않을 수 있으며, 드라이버 지원 문제가 발생할 수도 있다. 결국, USB가 현대의 표준으로 자리 잡았지만, PS/2는 여전히 특정 니즈와 레거시 시스템에서 그 가치를 인정받고 있다.
7. 단점 및 한계
7. 단점 및 한계
PS/2 커넥터는 USB가 보급되기 전까지 표준 입력 단자로 널리 사용되었지만, 여러 가지 단점과 한계를 지니고 있다. 가장 큰 문제점은 핫 스왑을 지원하지 않는다는 것이다. 컴퓨터가 켜진 상태에서 PS/2 포트에 키보드나 마우스를 연결하거나 제거하면, 장치가 인식되지 않거나 시스템이 정지하는 등의 오류가 발생할 수 있다. 이는 사용자에게 불편을 주며, 장치를 교체하려면 반드시 컴퓨터를 재시동해야 하는 제약이 따른다.
또한, 물리적 연결 방식의 한계도 명확하다. 키보드와 마우스용 포트가 모양은 같지만 일반적으로 색상으로 구분되어 있으며, 서로 다른 포트에 꽂아야 정상 작동한다. 사용자가 실수로 포트를 바꿔 꽂는 경우가 빈번하다. 커넥터 핀은 비교적 가늘어 휘거나 부러지기 쉽고, 포트 자체도 내구성이 강하지 않아 잦은 연결 및 분리 시 손상될 위험이 있다.
기술적 측면에서도 제약이 있다. PS/2 인터페이스는 기본적으로 한 번에 하나의 키 입력만을 확실히 전송하는 데 최적화되어 있다. 여러 키를 동시에 누르는 고급 키 롤오버 기능은 제한적으로 지원하며, USB에 비해 데이터 전송 대역폭이 매우 좁다. 이로 인해 게이밍 키보드나 고해상도 마우스와 같이 빠른 응답 속도나 많은 데이터가 필요한 현대적인 고성능 입력 장치에는 적합하지 않다. 이러한 단점들로 인해 PS/2 커넥터는 현재 대부분의 일반 사용자 환경에서 USB에 자리를 내주었다.
