마우스 매니아 카페 프로젝트4부-컴퓨터 주변기기 마우스에 들어가는 MCU에 대해서..(제3부)

로지텍, 마소, 레이저 사의 마우스에 들어가는 MCU 에 대해서 살펴봤다.

이번 3부는 국내 최고 마우스 제조회사 라고 자부하는 케이텍 의 MCU 역사만 살펴보도록 하겠다.

참고로 국내회사라고 광고 하고 다니는 엘지전자, 프로젠, 큐센, 라이트닝은 아쉽지만 내 개인적인 생각에 국내 디자인은 했으되 중국 하청 제조형식으로 유지하기때문에 국산이라는 개념은 없는 걸로 한다.

케이텍이 MCU 를 공급받는 회사는 대만의 호텍 세미컨덱터라는 회사로서
이 회사의 소개문을 보자면 대략 이렇다.

영문이므로 주의하시길 바랍니다.

Holtek Semiconductor is a leading professional IC design house in Taiwan having its major business activities focused in the area of microcontroller and peripheral component design and marketing. From its origins in 1998, the company has continuously focused its energies in the advancement of new product development and skills innovation. The company’s ability to keep in line with market trends, has given Holtek the means of releasing a wide range of highly successful and extremely competitive IC devices.
With its headquarters and research and development activities located in the prestigious Hsinchu Science Park, Holtek has also built up a global sales network location reaching out to all important countries and regions around the globe. Holtek’s product development strategy is firmly focused in the two areas of microcontroller and microcontroller peripheral devices. In this regard the company has developed and established its image as a professional MCU designer with the expanding MCU application area and service levels creating more room for new development. Presently the Holtek Semiconductor device range includes general purpose and specialised types of microcontrollers which in addition to being used in general purpose applications also see specialised uses in the speech, communication, computer peripheral household appliance, medical equipment, automotive and security etc. application areas. Additionally, Holtek supplies a range of power management devices and non-volatile memory peripheral devices, ensuring that customers are supplied with a functionally comprehensive set of device solutions.

To maintain its continued business growth, Holtek, in addition to continuing to expand the range of products within its present device range, based on the semiconductor industry's superiority in its vertical division of labour, will further integrate its upper and lower related resources, and with its professional semiconductor design, wafer manufacturing and packaging experience, be able to provide customers with a total solution service, and improve overall efficiencies. In this challenging information age, Holtek fully intends to take the necessary steps to ensure the continued growth of its business to new heights, in the process providing a winning solution alike for both Holtek and its customer.

간략하게 설명하자면 호텍 세미컨덱터가 창립한 년도는 1998년 회사가 창립한 이래 지금까지 MCU개발 설계까지 했다고 한다.
대만의 벤처기업이라고 할수 있겠고 우리나라로 치자면은 기술력이 구미 열강 회사들 보다 월등히 뛰어난 중소기업이라고 할수 있겠다.

회사 규모는 엄청 작은데 회사 재무 상황이라던가 회사 제품 관리 측면에 있어서는 타의 추종을 불허할정도로 엄격하다.
-------------------------------------------------------------------------------------------------

케이텍 제품이 첫작품을 선보인 이래 이회사 MCU를 직접 공급받아 소프트웨어 제작하기까지 까지 수많은 시간과 수많은 연구개발이 필요했을 것이다.

케이텍 제품 중에서 첫작품으로 손꼽히는 2212 제너럴 , 2222 제너럴가 있을것이다.
그제품들도 호텍 세미컨덕터로부터 MCU 를 납품받아서 하드웨어 적인 설계도만 완성해놓은 MCU를 가지고 케이텍측에서 수많은 시행착오와 수많은 실험을 거듭한 끝에 컴퓨터 입출력에 맞는 마우스 MCU 를 최적화 시키게 되었던것으로 추정된다.

케이텍 1세대 제품군들은 대략 이런 MCU를 사용했다.

HT82M39A -- 3-Key 3D PS/2 Mouse Controller

General Description

The HT82M39A is a Plug and Play PS/2 3D mouse controller. It is compatible with Microsoft Intelli 3D PS/2 mouse. The Z axis can support two kinds of scroller input, namely; optomechanical and mechanical.

Features

Microsoft Intelli 3D PS/2 and IBM PS/2 mouse compatible
Supports rolling buttons in PS/2 mouse mode
X/Y axis photo input with built-in Holtek's special dynamic photo-input resistor
Supports three buttons and three axis (X, Y, Z) inputs
Z axis can support two kinds of scroller input (optomechanical and mechanical)
2MHz RC oscillator for system frequency with an external pull-high resistor
16-pin DIP package

대충 살펴보자면 볼에 굴러갈수 있는 메커니즘 은 이 MCU 의 여러가지 지원 가능한 기능으로 볼 마우스를 제어했다는 것을 알수 있을 것이다.

자세한 사항을 보고 싶으시다면 http://www.holtek.com.tw/pdf/computer/82m39av140.pdf 를 참고하시기 바란다.

케이텍 2세대로 불리우는 녀석들은 2212 Pro 구형 신형 3212 구형 신형 이 존재한다.
이녀석들은 초창기 시절 아바고 테크놀러지사 가 에질런트로 분사되기 전 의 제품을 사용했었다. ADNS-2051 이 초창기 2212Pro 구형 신형 그리고 3212 구형을 제작하는 데 많은 도움을 준 기특한 녀석이라는 것이다.

MCU 는 케이텍이 볼마우스에서 벗어나 광마우스를 생산하는데 있어 아주 중요한 MCU를 납품받았다.

HT82M30A/B/C/D -- 3/5-Key 3D PS/2 Optical Mouse Controller

General Description

The HT82M30A/B/C/D are designed as 2D, 3D 3/5-key PS/2 optical mouse controller. These have serial interface to access the Agilent sensor H2051, H2610, H2620 or the same compatible series sensor. Refer to the datasheets for detailed register descriptions of the Agilent sensors.

Features

Operating voltage: 4.0V~5.5V
Microsoft Intelli 3D PS/2 and IBM PS/2 mouse compatible
Microsoft Windows 2000 and 5-button Wheel mouse compatible
Z-axis can support two kinds of scroller input divided by 2 or 4 (package option)
Supports 400 or 800 DPI for H2051, H2610, H2620 (package option)
Serial interface with H2051, H2610, H2620
Auto detect as to which photo sensor is used
2MHz RC oscillator for system frequency with external pull-high resistor (140kW)
For H2610 or H2620, 800 DPI mode is by firmware
16-pin DIP package

간략하게 설명하자면 아바고 테크놀러지가 분사되기 전인 에질런트 테크놀러지 사의 제품들중에서 2등급 제품에 맞는 MCU 를 설계 제작 담당했다는 것이다.

하지만 호텍 세미컨덕터의 장점은 특허를 피해가면서 그회사만의 노하우를 접목시키는 경우가 있으며 -_- 단점은 그회사만의 노하우가 아직 검증되지 않은 것이기때문에 어떤 회사가 이기능을 사용해야하고 오류 같은 경우도 일일이 피드백 형식으로 알려줘야하는 경우가 생기기때문에
어느정도 노하우가 없다고 봐도 무방하겠다.

케이텍측에서도 이런 문제점을 알고 있었으나 마우스에 맞는 MCU 를 국내에서 찾는건 어불성설이라고 판단하였을 가능성도 크다.

이 MCU가 그해법이라고 생각하여서 납품하고 여러가지 연구와 방법을 찾아본 끝에 케이텍에 맞는 마우스웨어를 제작할수 있었고 그로 인해서 프로그램의 자급 자족화가 발빠르게 진행되었던것이다.

MCU 설명을 해보자면 정격 출력은 : 4.4~5.5V , Serial interface with H2051, H2610, H2620, Auto detect as to which photo sensor is used,2MHz RC oscillator for system frequency withexternal pull-high resistor (140k),For H2610 or H2620, 800 DPI mode is by firmware
가 있으시겠다.

800DPI 같은 경우는 펌웨어를 통해서 소프트웨어 지원 가능이라고 명시되어있는걸 봐서는
기본 해상도가 400 이며 -_- 옵티컬 칩셋에 감춰둔 DPI 설정 기능을 찾아내서 알려주는 기능이라는 것이다. 옵티컬 칩셋 공식 지원 되지 않은 기능을 MCU에서 똑똑하게 검색해서 그 기능을 살려서 구현해낼수 있다는 것이 장점인것...

하지만 단점은 옵티컬 칩셋의 공식지원이 되어있지 않음으로 호환성이 안좋다는 것과 특성을 많이 탄다는 것이겠다.

케이텍에서 볼마우스를 2003년도에 출시했던 것으로 기억이 난다.
그때 호텍 세미컨덕터와 기술 협력해서 MCU 를 납품받아 2222Pro 라는 어마어마한 괴작을 출시하는데 이른다.

자세한 사항은 http://www.holtek.com.tw/pdf/computer/82m30av140.pdf 를 참고하시길 바란다.

케이텍 볼마우스 중에서 1세대가 2222 제너럴 이였고 1.5세대가 2222 Pro 라 하겠다.

이 제품에 들어간 MCU를 소개하고자 한다.

HT82M98A -- 3-Key 3D USB+PS/2 Mouse Controller

General Description

HT82M98A is a 3D mouse controller especially designed for USB and PS/2 applications. The HT82M98A can support the USB Standard Request as well as HID Class Request version 1.1 draft 4. It is compatible with Microsoft Intelli 3D PS/2 mouse. The X/Y axis photo input with built-in Holtek's special dynamic photo-input resistor and Z axis can support two kinds of scroller input, namely; optomechanical and mechanical. It requires minimal external components to implement 3D USB plus PS/2 mouse. It can be briefly described as a Holtek 8-bit MCU with an on-chip USB interface logic. The USB is specified by the Universal Serial Bus Specification V1.1.

Features

perating voltage: 4.4V~5.25V
Complete Universal Serial Bus specs V1.1 compatibility
Serial Bus Interface Engine (SIE)
USB transceiver
Microsoft 3D Intelli mouse and IBM PS/2 mouse compatible
Supports three buttons (R, M, L) and three axes (X, Y, Z) input
Z axis can only support encoder which divided by 2
Single chip solution especially for USB mouse function
HALT function and wake-up feature reduce power consumption
Plug and Play functions
Minimal external components
6MHz crystal oscillator for system clock
18/20-pin DIP package

케이텍 1세대 볼마우스와 비슷한 메카니즘을 구축한 MCU를 채택했고 전력 소모 되는 것을 할프 방식으로 개선함으로서 기존 볼마우스가 가지고 있었던 수명을 대폭 증강 시켰다는 것이다.

플레그앤 플레이 기능도 포함하고 있어 바로 연결하면 드라이버 설치 가 필요없이 바로 인식할수 있도록 해놓았고 -_- 미니멀 이터널 방식에 6Mhz 크리스털 오실로스코프 방식의 시스템 클럭으로 설계되었다.

단점은 볼마우스의 한계점을 기술력으로 극복하지 못했다는 것이고 볼의 특성을 제대로 잡아주지 못해서 커서가 각이 진다는 평가를 받았었다.

케이텍 이 부도나기전 3500, 3212 2세대 ~2.5세대 제품들은 호텍 세미컨덕터 에서 개발한 마지막 마우스 전용 MCU를 납품받기에 이른다.

HT82M28A -- 3/5-Key USB Vista Tilt Optical Mouse Controller

General Description

HT82M28Ais a Plug and Play 3D USB Mouse controller. The HT82M28A can support the USB Standard Requestas well as HID Class Request version 1.1. The Z-axis can support only Z/2 encoder scroller input. It requires minimal external components to implement 3D and Windows Vista 7 key USB mouse. All its features combined and make up this versatile Holtek 8-bit MCU with an on-chip USB interface logic. The USB is specified by the Universal Serial Bus Specification V2.0.
The USB product ID of 5 key mode is 2083H, and the USB product ID of 3 key mode is 2082H.

Features

Operating voltage: 4.4V~5.25V
Compatible with Microsoft Windows 2000 and5-button Wheel Mouse
Supports 5/7 buttons and Z-axis input
Z-axis can support only encoder Z/2 scroller input
Complete Universal Serial Bus specs V2.0 compatibility
Vista tilt mouse protocol supported
3 key or 5 key mode can be selected by circuit
DPI can be selected high or low by circuit
Tilt or Non-tilt protocol can be selected by circuit
Serial Bus Interface Engine (SIE)
USB transceiver
Single chip solution especially for USB mouse function
HALT function and wake-up feature reduce powerconsumption
Plug and Play functions
Minimal external components
6MHz crystal oscillator for system clock
Interface compliant with A2610, A2620, A5020, and P3101
Pass USB-IF and EMC testing
20-pin DIP/SOP package


2.5 세대~ 3세대 제품들은 칩셋 특성에 맞는 MCU를 장착 사용했다고 봐도 무방하다.
그런데 의문이 가는 점은 5버튼, 7버튼을 구현해낼수 있는 z축 입력 기능이 있었는데 케이텍은 이런 기능을 보급형에 적용시키지 않았으며 그로 인한 소비자들의 피드백을 제대로 소화하지 못해 후발 주자들에게 시장을 내준점은 안타깝게 생각하는 바이다.

내수 시장에서만 밥 벌어 먹고 사는 시대는 끝났다고 본다. 그런 의미에서 케이텍 이 16비트 를 구현해낼수 있는 MCU 를 호텍 세미컨덕터에 납품받은 만큼 그 하드웨어 가 가지고 있는 무궁무진한 가능성에 대해서 앞으로도 많은 노력을 기울여야할것이고 소비자들의 불만사항과 사후 디자인 개선등을 통해 기존에 가지고 있던 무미건조하면서 딱딱한 틀을 과감히 없애고 로지텍과 마이크로소프트 처럼 창조적이면서도 인체공학적인 마우스를 만들었으면 하는 바램이다.

참고로 케이텍이 부도가 난 원인은 3가지로 압축이 된다.

1. 소비자 불만 사항 을 원활하게 충족시켜주지 못했다.

2. 뛰어난 기술력에도 불구하고 그로 인한 기타 여건이 제대로 이행되지 않았다.

3. 디자인 개선 과 설계에 있어서 많은 시행 착오를 거쳤고 그로 인해 소비자들의 불신을 초래하였다.

케이텍이 부활의 기회 와 재도약을 위해서는 입력장치 선도자 역활을 담당하고 있는 로지텍과 자금력의 제왕 소프트웨어 최적화의 천국 마소를 상대로 창의적인 노력과 틀에 얽매이지 않는 하이브리드 융합 정신이 필요한 때이다.

본론으로 들어가서 케이텍이 재기의 발판을 삼기 위해서 내놓은 마우스가 있었다.
9500 9500에 들어간 MCU를 소개하도록 하겠다.

HT82K95EE/HT82K95AE --

USB Multimedia Keyboard Encoder 8-Bit MCU

General Description

This device is an 8-bit high performance RISC architecture microcontroller designed for USB product applications. It is particularly suitable for use in products such as keyboards. A HALT feature is included to reduce power consumption. The mask version HT82K95AE is fully pin and functionally compatible with the OTP version HT82K95EE device.
There are two dice in the HT82K95EE/HT82K95AE package: one is the HT82K95E/HT82K95A MCU, the other is a 128×8 bits EEPROM used for data memory purpose. The two dice are wire-bonded to form HT82K95EE/HT82K95AE.

Features

Operating voltage:fSYS=6M/12MHz: 4.2V~5.5V
Low voltage reset function
32 bidirectional I/O lines (max.)
8-bit programmable timer/event counter with overflow interrupt
16-bit programmable timer/event counter and overflow interrupts
Crystal oscillator (6MHz or 12MHz)
Watchdog Timer
PS2 and USB modes supported
USB1.1 low speed function
3 endpoints supported (endpoint 0 included)
4096×15 program memory ROM
160×8 data memory RAM
128×8 data EEPROM
All I/O ports support wake-up options
HALT function and wake-up feature reduce power consumption
8-level subroutine nesting
Up to 0.33us instruction cycle with 12MHz system clock at VDD=5V
Bit manipulation instruction
15-bit table read instruction
63 powerful instructions
All instructions in one or two machine cycles
28-pin SOP package

예전 3부와 똑같은 MCU를 소개해드렸다. 이 마이크로 프로세스는 마우스 전용이 아닌 멀티미디어 키보드 방식에 적용가능한 MCU.

9500에 장착된 MCU 의 자세한 사양을 알고 싶으시다면 http://www.holtek.com.tw/pdf/computer/82k95xev130.pdf 를 참고하시길 바랍니다.

옵티컬 칩셋 에서 구현가능한 기능들하고 전혀 동떨어진 화성에서온 남자 금성에서온 여자 같은 부자연스러운 연예행각을 하는 듯한 뉘앙스가 느껴지십니까?

이 사실을 알게된 케이텍 측에서는 친절하게 무상 교환 정책을 실시하였고 9500P+ 로 교환받았던적이 있었다.

아주 감사하다는 말씀을 받았던 적이 있었다. 고객의 소중한 의견을 한귀로 듣고 한귀로 안흘렀고 제대로 파악하고 빠르게 대응했기때문이다. 아주 마음에 드는 회사라고 확신한다.

9500P+로 변경된 다음 MCU 부분을 확인해보왔다. 너무 감격해서 눈물이 살짝 나올뻔했다. 물론 과장은 약간 가미 됐다.

9500P+ , 9500+, P20 , P10 을 똑같은 MCU 를 사용하는지는 확인하지 못했다.

9500+,9500P+,P20 에 적용되고 있는 MCU를 살펴보도록 하겠다.

HT82A520R/HT82A620R -- Full speed USB 8bit OTP MCU with SPI

General Description

The HT82A520R/HT82A620R are 8-bit high performance RISC-like microcontrollers designed for USB keyboard mouse and joystick product applications.
The advantages of low power consumption, I/O flexibility, programmable frequency divider, timer functions, oscillator options, multi-channel A/D Converter, Pulse Width Modulation function, Watchdog timer, SPI interfaces, Power Down and wake-up functions, enhance the versatility of these devices to suit a wide range of application possibilities such as sensor signal processing, motor driving, industrial control, consumer products, subsystem controllers, etc.

Features

Operating voltage:fSYS = 6MHz: 2.2V~5.5VfSYS = 12MHz: 4.0V~5.5V
4Kx15 Program Memory
160x8 data memory RAM
USB 2.0 Full Speed Compatible
Single external interrupt input shared with I/O line
Single 16-bit programmable Timer/Event Counterswith overflow interrupt
Single SPI interfaces (master and slave mode) shared with PA0~PA3
Total of 4 Interrupts - INT, Timer, SPI, USB
Watchdog Timer function
Power down and wake-up functions to reduce power consumption
16 channel 12-bit resolution A/D converter for HT82A620R
3-channel 12-bit PWM output shared with three I/O lines
24-Bidirectional I/O lines
Up to 0.33uss instruction cycle with 12MHz system clock at VDD=5V
Max. 4 endpoints supported - endpoint 0 included
All endpoints support Interrupt, & bulk transfer
Endpoint 0 supports control, interrupt and bulk transfer
All endpoints except endpoint 0 can be configured as 8, 16, 32, 64 FIFO size
Endpoint 0 has 8 byte FIFO
Total FIFO size: 64+8 bytes (RAM0: 48 bytes;RAM1:16 bytes, 8 bytes for endpoint0)
6-level subroutine nesting
Bit manipulation instruction
Table read instructions
63 powerful instructions
All instructions executed in one or two instruction cycles
Low voltage reset function (2.0V±0.1%)
20/24/28-pin SSOP, 32-pin QFN package
PB7 can configure as GPIO or VDDIO by option. The power supply of the pin PB0~PB6 can be optioned as VDD or VDDIO

오랜 개발 연구끝에 이런 무시무시한 괴물들을 만들어낸 대만 타이페이 에 조용히 앉아서 놀고 먹는 호텍 세미컨덕터 엔지니어들에게 박수를 튀겨주고 싶다.

꿈에 그리던 USB 2.0 Full Speed ,Compatible Single external interrupt input shared with I/O line Single 16-bit programmable Timer/Event Counterswith overflow interrupt, Single SPI interfaces (master and slave mode) shared with PA0~PA3 동급 MCU 보다 -_- 더 무시무시하게 바뀐걸 보면은 경쟁자들이 만들어낸 입출력장치 MCU보다 가격대성능비 최강이라고 생각된다.

케이텍은 임자 제대로 만난듯. -_- 제대로 된 MCU를 멀리서 가지고 올 필요도 없이 가까운 섬나라 대만이라는 곳에서 저런 녀석을 저렴한 가격에 그냥 받아먹기만 하고 소프트웨어 최적화만 하면 되는 것이다.

그럼 독자개발 X, Y 축 감도 설정, 마우스 테스트 프로그램 향상(프로그램 코딩 기초값을 넣으면 마우스 를 실험할수 있는 프로그램이 곧 올것이다. 케이텍이 과거에 개발했던 1.0 버젼은 기초적인 수준이지만 2.0 버젼이 나온다고 예상한다면 사용자들의 입맛에 맞게 폴링레이트 비율 을 테스트 할수 있고 X, Y 축 값을 다르게 입력해서 그에 따르는 이상한 감도 의 이상한 손맛을 느낄 가능성이 커졌기때문이다.)

USB 2.0 풀 스피드 지원으로 -_- 짱개산에 연명하던 용산업자들은 기존에 있던 제품 모조리 단가 후려쳐도 기술력이 안된다. 기술력 확보가 경쟁력이라는 사실을 아는지 모르는지 모르는 놈들이다. ㅡ.ㅡ

이쯤에서 케이텍 찬양 호텍 세미컨덱터 신격화 는 그만하겠다.
너무 지나치다.

단점은 저런 많은 기능을 소화해낼려면 MCU 를 납품받은 회사는 그야말로 죽을 맛이겠다.
밤새도록 MCU 에 숨겨진 기능들은 하나씩 하나씩 끄집어내서 연구해야하고 또 실제 동작이 가능한지 테스트 해야하기때문에 말그대로 눈이 시뻘겋게 충혈이 뒤따르겠고 무리한 작업에 눈밑에 다크서클이 쭉 쳐질것이다.

호텍 세미컨덕터 측에서는 MCU 기본 설계 능력과 하드웨어 구현 능력이 아주 좋지만 소프트웨어를 뒷받침 할 재원이 부족하다. 그래서 납품받는 회사 엔지니어들은 괴성을 지르게 되어있다.

남들은 최고급 베엠베, 벤츠 타면서 호의호식하는데 호텍 세미컨덕터 MCU 를 납품 받은 엔지이너 의 심정은 뭐 하나 부족한 그렇지만 나름 만족하는 그런 느낌. 남들은 베엠베, 벤츠 타는데 나는 도요타, 닛산, 혼다 에 만족해야하냐고 울고불고 난리 가 났다.-_-;

세계시장 동향상 믿을만한 회사들 보다는 가격대 성능비 가장 뛰어난 회사와 계약을 맺는 건 당연한 일이라고 생각하시는 분들도 계시겠지만. 누가 그런 위험 부담을 끌어안고 그런 미친짓을 하겠는가? 서로 가 이득이 되고 자기는 뼈를 줄테니 남한테는 살을 주는 양보 정신이 없이는 살아남지 못한다.

이런 정신이 있어야 개혁과 혁신이 가능하다고 생각한다.

이렇게 해서 컴퓨터 주변기기 마우스 에 들어가는 MCU에 대해서 간략하게 정리하였고
마우스 에 관련된 정보만 빈틈없이 알려줬다고 생각하지는 않는다. 앞으로도 많은 기술들이 MCU에 접목될것이다.

마우스 카페 프로젝트 4부 이것으로 모든 것을 정리하면서 하루 종일 시간을 투자한 결과 값진 경험과 노하우가 쌓였다고 생각한다.

신종플루 조심하시고 몸 건겅하시길 ^^

댓글

  1. 작성자가 댓글을 삭제했습니다.

    답글삭제
  2. 5부 마우스밑봉 관련 내용은 언제 올라와요?

    답글삭제
  3. 마우스 밑봉 에 대한 내용은 비밀에 붙혀두기로 하겠습니다.

    원하시는 자료가 있다면 ppzcorea@gmail.com으로 문의해주시기 바랍니다.

    답글삭제

댓글 쓰기