Sistem
BUS
- Penghubung bagi keseluruhan komponen komputer dalam menjalankan tugasnya.
- Komponen komputer :
- CPU
- Memori
- Perangkat I/O
Transfer
data antar komponen komputer.
- Data atau program yang tersimpan dalam memori dapat diakses dan dieksekusi CPU melalui perantara bus.
- Melihat hasil eksekusi melalui monitor juga menggunakan sistem bus.
- Kecepatan komponen penyusun komputer harus diimbangi kecepatan dan manajemen bus yang baik.
Mikroprosesor
- Melakukan pekerjaan secara paralel.
- Program dijalankan secara multitasking.
- Sistem bus tidak hanya lebar tapi juga cepat.
Interkoneksi
komponen sistem komputer dalam menjalankan fungsinya
- Interkoneksi bus.
- Pertimbangan–pertimbangan perancangan bus.
Interkoneksi struktur
Komputer terdiri dari
satu set komponen atau modul dari tiga tipe dasar (prosesor, memori, i / o)
yang berkomunikasi satu sama lain. Pada dasarnya, komputer adalah jaringan
modul bacis. Sehingga harus ada jalan untuk menghubungkan modul.
Koleksi jalan yang
menghubungkan berbagai modul disebut struktur interkoneksi. Desain struktur ini
akan tergantung pada pertukaran yang harus dilakukan antara modul.
Angka 3,15
menunjukkan jenis pertukaran yang dibutuhkan oleh yang menunjukkan bentuk utama
dari input dan output untuk setiap jenis modul Struktur interkoneksi adalah
kumpulan lintasan yang menghubungkan berbagai komponen-komponen seperti CPU,
Memory dan i/O, yang saling berkomunikasi satu dengan lainnya.
JENIS DATA
CPU
CPU membaca instruksi
dan data, menulis data setelah diolah, dan menggunakan signal-signal kontrol
untuk mengontrol operasi sistem secara keseluruhan. CPU juga menerima
signal-signal interupt.
MEMORY
Memory umumnya modul
memory terdiri dari n word yang memiliki panjang yang sama. Masing-masing word
diberi alamat numerik yang unik(0,1…,N-1). Sebuah word data dapat dibaca dari
memory atau ditulis ke memori. Sifat operasinya ditandai oleh signal-signal
control read dan write. Lokasi bagi operasi dispesifikasikan oleh sebuah
alamat.
I/O
I/O berfungsi sama
dengan memory.Terdapat dua buah operasi, baca dan tulis. Selain itu,
modul-modul i/O dapat mengontrol lebih dari 1 perangkat eksternal. Kita dapat
mengaitkan interface ke perangkat eksternal sebagai sebuah port dan memberikan
alamat yang unik (misalnya,0,1,…,M-1) ke masing-masing port tersebut. Di
samping itu, terdapat juga lintasan-lintasan data internal bagi input dan
output data dengan suatu perangkat eksternal. Terakhir, modul i/O dapat
mengirimkan sinyal-sinyal interupt ke CPU.
PROCESSOR
Prosesor membaca
dalam instruksi dan data, menulis data setelah keluar pengolahan, dan
menggunakan sinyal kontrol untuk mengendalikan keseluruhan sistem operasi. Juga
menerima sinyal interupt.
Dari jenis pertukaran
data yang diperlukan modul – modul
komputer, maka struktur interkoneksi harus mendukung perpindahan data
berikut :
~ Memori ke CPU
CPU melakukan pembacaan data maupun instruksi dari memori.
~ CPU ke Memori
CPU melakukan penyimpanan atau penulisan data ke memori.
~ I/O ke CPU
CPU membaca data dari peripheral melalui modul I/O.
~ CPU ke I/O
CPU mengirimkan data ke perangkat peripheral melalui modul I/O.
~ I/O ke Memori atau
dari Memori ke I/O
Digunakan pada sistem DMA.
Saat ini terjadi perkembangan struktur
interkoneksi, namun yang banyak digunakan adalah
sistem bus. Sistem bus ada yang
digunakan yaitu sistem bus tunggal dan struktur sistem bus campuran,
tergantung karakteristik sistemnya.
Interkoneksi Bus
Bus
merupakan lintasan komunikasi yang menghubungkan
dua atau lebih komponen komputer. Karakteristik utama
dari bus yaitu sebagai media transmisi yang dapat digunakan
bersama oleh sejumlah perangkat yang terhubung padanya. Karena
digunakan bersama, diperlukan pengaturan agar
tidak terjadi tabrakan data atau kerusakan data yang
ditransmisikan. Walaupun digunakan scara bersamaaan, dalam satu waktu hanya ada
sebuah perangkat yang dapat menggunakan bus.
Struktur Bus
Sebuah bus biasanya
terdiri atas beberapa saluran. Sebagai contoh bus data terdiri atas 8 saluran
sehingga dalam satu waktu dapat mentransfer data 8 bit. Secara umum fungsi
saluran bus dikatagorikan menjadi tiga bagian, yaitu :
Saluran data
Saluran data (data bus) adalah lintasan yang digunakan sebagai perpindahan data
antar modul. Secara umum lintasan ini disebut bus data. Umumnya jumlah
saluran terkait dengan panjang word, misalnya 8, 16, 32. Saluran ini bertujuan
agar mentransfer word dalam sekali waktu. Jumlah saluran dalam bus data disebut
lebar bus, dengan satuan bit, misal : lebar bus 16 bit.
Saluran alamat
Saluran alamat (address bus) digunakan untuk menspesifikasi sumber dan tujuan
data pada bus data. Saluran ini digunakan untuk mengirim alamat word pada
memori yang akan diakses CPU. Juga digunakan untuk saluran alamat perangkat
modul komputer saat CPU mengakses suatu modul. Perlu diketahui, semua
peralatan yang terhubung dengan sistem komputer, agar dapat diakses harus
memiliki alamat. Misalnya mengakses port I/O, maka port I/O harus memiliki
alamat hardware-nya.
Saluran kontrol.
Saluran kontrol (control bus) digunakan untuk mengontrol bus data, bus
alamat dan seluruh modul yang ada. Karena bus data dan bus alamat digunakan
oleh semua komponen maka diperlukan suatu mekanisme kerja yang dikontrol
melalui bus kontrol ini. Sinyal–sinyal kontrol terdiri atas sinyal pewaktuan
dan sinyal–sinyal perintah. Sinyal pewaktuan menandakan validitas data dan
alamat, sedangkan sinyal perintah berfungsi membentuk suatu operasi.
Secara umum saluran kontrol meliputi :
o Memory Write,
memerintahkan data pada bus yang akan dituliskan ke dalam lokasi alamat.
o Memory Read
memerintahkan data dari lokasi alamat ditempatkan pada bus data.
o I/O Write,
memerintahkan data pada bus dikirim ke lokasi port I/O.
o I/O Read,
memerintahkan data dari port I/O ditempatkan pada bus data.
o Transfer
ACK, menunjukkan data telah diterima dari
bus atau data telah ditempatkan pada bus.
o Bus Request,
menunjukkan bahwa modul memerlukan kontrol bus.
o Bus
Grant, menunjukkan modul yang melakukan request telah diberi hak
mengontrol bus.
o Interrupt Request,
menandakan adanya penangguhan interupsi dari modul.
o Interrupt ACK,
menunjukkan penangguhan interupsi telah diketahui CPU.
o Clock, kontrol
untuk sinkronisasi operasi antar modul.
Secara fisik bus adalah
konduktor listrik yang dihubngkan secara paralel yang berfungsi
menghubungkan modul–modul. Konduktor ini biasanya adalah saluran utama pada PCB
motherboard dengan layout tertentu sehingga didapat fleksibilitas penggunaan.
Untuk modul I/O biasanya dibuat slot bus yang mudah dipasang dan dilepas,
seperti slot PCI dan ISA. Sedangkan untuk chips akan terhubung melalui pinnya.
Prinsip Operasi
Prinsip operasi bus
adalah sebagai berikut :
Operasi pengiriman
data ke modul lainnya :
1)
Meminta penggunaan bus.
2)
Apabila telah disetujui, modul akan memindahkan data yang diinginkan ke modul
yang dituju.
Operasi meminta data
dari modul lainnya :
1)
Meminta penggunaan bus.
2)
Mengirim request ke modul yang dituju melalui saluran kontrol dan alamat yang
sesuai.
3)
Menunggu modul yang dituju mengirimkan data yang diinginkan.
Hierarki Multiple Bus
Bila terlalu banyak
modul atau perangkat dihubungkan pada bus maka akan terjadi penurunan
kinerja.Faktor – faktor :
o Semakin besar delay propagasi untuk mengkoordinasikan penggunaan bus.
o Antrian penggunaan bus semakin panjang.
o Dimungkinkan habisnya kapasitas transfer bus sehingga memperlambat data.
Arsitektur Bus Jamak
Prosesor, cache
memori dan memori utama terletak pada bus tersendiri pada level tertinggi
karena modul – modul tersebut memiliki karakteristik pertukaran data yang
tinggi.
Pada arsitektur
berkinerja tinggi, modul – modul I/O diklasifikasikan menjadi dua, yaitu
:
o Memerlukan
transfer data berkecepatan tinggi
o Memerlukan
transfer data berkecepatan rendah
o Modul dengan
transfer data berkecepatan tinggi disambungkan dengan bus berkecepatan tinggi
pula,
o Modul yang
tidak memerlukan transfer data cepat disambungkan pada bus ekspansi
Arsitektur Bus Jamak
Kinerja Tinggi
Keuntungan hierarki
bus jamak kinerja tinggi, yaitu :
o Bus berkecepatan tinggi lebih terintegrasi dengan prosesor.
o
Perubahan pada arsitektur prosesor tidak begitu mempengaruhi kinerja bus
0 komentar:
Posting Komentar