전화카드한장

마이컴 1993년 1월호 - 작고 편리한 컴퓨터, PCMCIA

컴퓨터는 계속 작고 가벼워져 경량화, 소형화 추세로 발전하고 있다. 이런 경향에 맞추어 컴퓨터에 장착할 수 있는 주변 장치들을 신용 카드 만한 크기로 바꾼다면, 지금의 컴퓨터 보다 훨씬 가볍고 휴대하기에도 편리해 질 것이다. 

하지만 여러 회사에서 각자의 방식대로 카드를 만든다면 다른 회사 제품의 카드를 사용할 때마다 시스템을 바꾸어 주어야 하는 번거로움이 따르게 된다. 그래서 등장한 것이 카드 표준안인 PCMCIA 이다. 

이로써 여러 회사에서 만든 각종 카드들을 사용 가능하게 되었으며, 이에 대한 사용자들의 기대 또한 자못 크다. 특히, 92년 11월 라스베가스에서 열린 가을 컴덱스쇼에는 혁신적인 디자인, 낮은 가격, 다양한 종류의 PCMCIA 표준안을 채택한 60여개 카드가 선보여, 이에 대한 관람객들의 관심도도 높았다.

PCMCIA란 무엇인가?  

신용 카드 크기의 휴대 컴퓨터용 IC 메모리 카드 제품은 개발 초기부터 컴퓨터 업계의 많은 관심을 모았다. 이 고체형 PC 메모리 카드는 모든 종류의 휴대용 컴퓨터에서 플로피디스켓 및 하드디스크를 대신하여 메모리 기능과 응용 프로그램 저장 기능을 수행할 수 있다. 

IC 기술의 발달에 따라 이 카드 제품에는 메모리 저장 뿐만 아니라 모뎀, 팩스 네트워크 기능 등 데스크톱 기종에서 애드인 카드 방식으로 제공되었던 여러가지 기능을 담을 수 있게 되었다.

하지만 IC 카드 제품에 대한 공개 표준안이 없어 각 제품간의 호환성이나 광범위한 사용을 방해하는 요소가 되어 표준안의 필요성이 대두되었다. 그래서 등장한 것이 PCMCIA이다.

PCMCIA는 국제 개인용 컴퓨터 메모리 카드 협회(PC Memory Card International Association)의 약어로, 여러가지 컴퓨터나 다른 전자 제품 중에서 IC 카드(Integrate Circuit Cards)의 내부 호환성을 추진할 목적으로 만들어진 협회이다. 

즉 PCMCIA는 PC 카드의 표준안을 만들기 위한 PC 카드 제작사들의 모임으로, 커다란 데이터 저장 용량과 낮은 전압에서의 I/O(입출력) 능력, 완벽한 포맷 등을 제시하기 위한 단체이다. 

1990년 11월, 미국 캘리포니아주 서니베일에 위치한 PCMCIA는 JEIDA(일본 전산 산업 개발협회)와 공동으로 PCMCIA 1.0 / JEIDA 4.0 표준안을 발표하였다. 이때 발표된 표준 사양은 메모리 카드만을 대상으로 하였으며, 메모리 카드의 표준안을 마련하기 위한 협회였으므로, 협회 명칭도 PCMCIA로 되었다. 

이 PCMCIA 1.0이 제정된 이후, 모뎀이나 팩스 등 다른 주변기기들이 IC 카드 형태로 개발되자 표준안의 수정이 요구되었다. 91년 11월, PCMCIA 2.0/JEIDA 4.1이 발표되었는데, 이때는 메모리 카드에 국한되어 있던 것을 I/O 카드까지 넓혔다. 

대상의 확장으로 동일한 소켓에서 메모리 카드와 입출력 카드를 교환하여 사용 가능하도록 개정되었으며, 데이터 저장과 I/O 카드 형태 모두를 규 정하게 되었다.

PCMCIA 1.0과 2.0의 차이점

PCMCIA 1.0과 2.0은 가로/세로 각각 54.0mm와 85.6mm의 신용카드 크기를 표준으로 지정하고 있다. 카드 두께는 3.3mm와 5.0mm의 두 가지를 표준으로 사용하는데, 이는 각기 다른 IC 기술로 만들어진 카드라도 크기만 일정하면 표준 소켓에 장착할 수 있도록 하기 위한 것이다. 또한 이 카드들은 8비트나 16비트 모드에서 작동해야 한다.  

메모리 카드만을 대상으로 한 PCMCIA 1.0은 카드 정보 구조(CIS) 또는 카드 메타 포맷이라고 불리는 광범위한 카드 인수들에 대한 정의를 담고 있다. PCMCIA 2.0은 이 CIS 로 입출력 카드와 확장 메모리 카드 모두를 포함할 수 있도록 확장하였다. 

PCMCIA 1.0과 2.0은 모두 시스템이 부팅될 때 CIS를 읽어들이도록 하고 있으므로, PCMCIA 2.0은 PCMCIA 1.0에 대한 하위 호환성을 갖고 있다. PCMCIA 2.0에 추가된 또 다른 중요한 것은 XIP(Execute In-Place) 사양을 규정하고 있다는 점이다.  

시스템 메모리를 확장하기 위한 LIM-EMS(Lotus Intel MicroSoft Expanded Memory Specification - 로터스, 인텔, 마이크로소프트사 세 회사가 제정한 메모리 확장 방식) 사양에서와 마찬가지로, XIP는 시스템에 추가된 메모리 카드가 단순히 디스크 드라이브를 모방하는데서 더 나아가 시스템 메모리 자체를 확장하는 효과를 가져올 수 있게 하고 있다. 

이 메카니즘은 데이터 저장을 위한 시스템의 RAM 영역에서 I/O 하드웨어와 소프트웨어 프로토콜(그것은 신용 카드 크기의 주변 장치 사용을 가능하게 했다) 까지 자유롭게 확장시켰다. 

| I/O 하드웨어는 네트워크 어댑터나 팩스, 모뎀 등을 의미하며, 메모리 카드와 같은 카드 슬롯에 삽입이 가능하도록 만들어진 것이다. 다른 추가된 기능은 이중 볼트 메모리 카드를 지원하고, 기하학적이고 인터리브 튜플 (Interleave Tuple), 특히 플래시 메모리 카드의 지원을 위해 사용되었다. 또한 다양한 에디트 명시와 정정 기능이 조화를 이룰 것이다.

PCMCIA2.0은 또한 각각 공통 메모리, 할당 메모리, 입출력 메모리 등 세 가지의 메모리 공간을 사용할 수 있게 지정하고 있다. 이와 같은 메모리 관리 방식을 채택함으로써 이 사양을 따르는 다기능 메모리와 입출력 카드를 사용할 수 있게 된다.

PCMCIA에서 규정하는 제품 규격과 사항

PCMCIA 표준안의 기본은 68핀 양면 커넥터(2-Peace Connector) 핀과 통합형 회로 카드 형태의 소켓이다. 이 폼팩터(Formfactor)의 기본 사항은 1985년 JEIDA에 의해 규정된 것이다. 90년 5월, 1.0 기준 공표에 앞서, 미호환성 IC 카드와 다른 가능성의 존재는 주로 시장 흡수를 위한 주된 장애 요소가 된다.

이 표준안의 주된 목적은 기초적인 기술 정립과 함께 최종 사용자들이 쉽게 사용할 수 있는 카드와 시스템을 만들기 위한 것이다. 즉, 다양한 컴퓨터 형태와 컴퓨터가 없는 사용자가 자유롭게 이 카드들을 상호 교환 할 수 있게 하기 위한 것이었다. 

이 목적을 만족시키기 위해, 특별한 메모리 기술(전기적이고 물리적인 것, 소프트웨어)과 주변장치 연결, 다양한 카드 애플리케이션의 필요성을 만족시켜야만 했다.

표준안의 기준은 초기에 IBM PC 호환 기종에 중점이 맞추어 졌다. 우선 PC 카드 교환을 가능하도록 만들기 위해서는 세 가지의 주요 부분으로 나누어 기준을 만들어야 했다. 이 세부분이란 카드의 물리적인 부분, 인터페이스, 카드 데이터 포맷이다.

카드의 물리적 부분

메모리 카드와 커넥터에 관한 규정으로, 처음에 공급된 파워와 카드가 들어가 있는 사이 마지막에 파워를 없애는 것 등에 관한 것을 확실히 하기 위해 핀의 길이가 정해진다. 

또한 커넥터에 맞는(Mate) 사이클과 맞지 않는(Unmate) 사이클 같은 안정성 부분, 환경적인 작동 상태와 테스트 방법 등이 정해진다. 두께에 따라 세 가지 형태로 나눌 수 있는데, 두께는 각각 3.3mm, 5.0mm, 10.5mm 등이다. 각 형태에서 두께를 제외한 커넥터, 가이드와 다른 부분 들은 정형화되어 있다.

카드 인터페이스

카드 인터페이스 부분에서는 자세한 핀 아웃과 각 메모리, I/O 형태의 카드, 하드디스크 카드 등을 위한 시그널 정의가 되어 있다. 자세한 기능과 시간에 대한 정보는 카드에 의해 돌려지는 상태 정보의 해석과 로우 오더 8비트 데이터 상에서 16비트 데이터를 읽을 수 있기 위한 규정 이 포함되어 있다.

메모리와 I/O 인터페이스를 위한 오퍼레이팅 기술들이 정의되어 있는데, 카드 인터페이스의 중요 부분은 바이트 기록 장소와 데이터를 바이트로 랜덤 액세스시키는 것, REG(레지스터) 시그널에 의해 선택되어진 분리된 레지스터 어트리뷰트 메모리 스페이스의 존재 등이다.

이것은 시스템이 아주 세밀해진 제조 공정과 사용자들이 그 안에 들어가거나 자세히 알지 않아도 카드로부터 칩 형태의 정보을 얻을 수 있도록 되어 있다. 또한 카드의 지정 형태에서 레지스터를 콘트롤하기 위해 액세스할 수 있도록 하고 있다. 인터페이스는 다양한 메모리 기술을 지원하기 위해 64메가바이트 주소 저장능력과 많은 하드웨어 규정이 제시되어 있다.

• MEMORY ONLY INTERFACE

메모리 카드만을 지원하는 Memory Only Interface는 I/O 카드를 지원하는 시그널을 지원하지 않는다.

+ RDY/-BSY, WP, BVDI와 BVD2 시그널은 Memory Only Interface에는 존재하지만 I/O 인터페이스가 선택되었을 때 다른 시그널에 의해 대치된다.

PC 카드 표준안에 알맞도록 도안된 카드와 시스템 PCMCIA 1.0은 Reset이나 -Wait 시그널을 지원하지 않는다.

• I/O 인터페이스 

I/O 인터페이스는 메모리 인터페이스가 같은 소켓 안에서 효능을 갖도록 요구한다. 카드가 들어있지 않거나 금방 카드 리셋과 카드에 Vcc의 애플리케이션이 사용될 때 Memory Only Interface가 선택되어 진다. I/O 인터페이스는 +RDY/-BSY,VWP, BVDI를 제외한 Memory Only Interface 안에서 모든 시그널을 유지시킬 수 있다. 

카드 소프트웨어 (METAFORMAT, BASIC COMPATIBILITY) 

소프트웨어 부분은 카드 상에서의 데이터 조직에 관해 다루고 있다. 메모리와 정해진 카드 형태를 수용하며, 구성 방식에서 I/O 카드 인터페이스를 조정한다. 이 정보는 CIS로 불리는 메타포맷 헤더 (Metaformat Header)를 통해 호스트 시스템으로 전달된다. 

메타포맷은 카드 상에서 로우 레벨 데이터 조직을 묘사하는 카드의 초기 부분에 있는 헤더이다.다양한 형태의 메모리 칩은 다른 방법으로 데이터를 저장하기도 하고 지우기도 한다. 각 형태를 좀 더 효과적으로 사용하기 위해서는 다른 데이터 구조나 조직화된 형식들이 각 형태마다 필요하게 된다. 

어떤 카드의 애플리케이션은 데이터 조직을 부과 하고 시스템을 지적하게 된다. 메타포맷은 시스템 디자이너가 적당한 포맷을 선택할 수 있도록 해주며, 시스템 내에서의 상호 교환성을 여전히 유지시켜 준다. 메타포맷은 또한 카드의 하드웨어에 의해 부과된 요구를 삽입시키거나 구획짓는 것과 같은 아키텍처적인 정보를 전달해 주어야 한다.

사양은 완료, 사용은 미지수  

지금까지 PCMCIA 표준안과 그 제품들의 특성에 대해 알아보았다. 이 표준안에 따라 현재 많은 종류의 주변기기와 보조 기억장치들이 개발 되었다. PCMCIA 2.0은 메모리 카드와 입출력 카드 소켓을 서로 바꾸어 사용할 수 있는 사양을 규정하고 있지만, 아직까지는 다른 회사에서 만들어진 IC 카드를 동일한 소켓에서 서로 교환 사용할 수 있는 데까지는 이르지 못하고 있다. 

그러므로 카드의 모양과 크기나 두께, 핀의 구조 등이 같다고 해도 서로 다른 카드 상에서 인터페이스를 구현할 때는 시스템 설계상의 차이로 문제가 발생하게 된다. 이런 문제를 해결하기 위해 등장한 것이 인텔의 EXCA라는 아키텍처인데, 대부분의 카드 제작사들이 인텔의 사양을 따르고 있는 실정이다.  

이미 개발 완료된 대표적인 PCMCIA 제품에는 메모리 카드, 모뎀, 팩스, 네트워크 어댑터, 하드디스크 등이 있다. 하드디스크의 경우 92년 10월과 11월, 시게이트와 웨스턴 디지털사에서 PCMCIA에 맞춘 제품을 생산하였는데, 기존 형태와는 달리 10.5mm로 TYPE로 규정되어 있다. 

92년 11월 컴덱스쇼 이후, PCMCIA에 대한 관심은 날로 높아지고 있다. 아직 PCMCIA 표준안을 채택한 제품을 사용해 보았다는 사람은 아무도 없다. 하지만 각종 매체에서 는 앞으로의 PCMCIA 시장과 사용 확대에 대해 끊임없이 보도하고 있다. 

그것은 PCMCIA에 대한 기대치가 높고, 이 제품의 사용으로 인한 컴퓨터의 발전에 대해 확신을 하고 있기 때문이다.사용자들이 이 제품들을 사용할 수 있는 때도 멀지 않았다. 

카드에 대한 기준과 하드웨어, 소프트웨어 등 모든 사항이 완료되었다. 93년은 완벽한 호환과 교환 사용이 가능한 PCMCIA 제품 사용이 이루어 질 수 있으리라 기대도 좋을 듯하다. 

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