BUS SISTEM
2
Struktur Komputer
KOMPUTER
Central Processing
Unit
Main Memory
System Interconnection
Struktur Interkoneksi
° Adalah kumpulan lintasan yang menghubungkan komponen/ modul dasar komputer (CPU, memori, I/O)
° Harus mendukung jenis perpindahan :
• Memori ke CPU à read • CPU ke memori à write
• I/O ke CPU à read dari I/O melalui modul I/O • CPU ke I/O à kirim data ke perangkat I/O
• I/O ke/dari memori dengan direct memory access (DMA)
4
Interkoneksi Bus
°
Bus yang menghubungkan komponen utama
à
bus
sistem
°
Struktur interkoneksi biasanya didasarkan pada
penggunaan satu bus sistem atau lebih
°
Bus terdiri dari sejumlah lintasan komunikasi /
saluran yang dapat mentransmisikan signal dalam
bentuk biner
•
Beberapa saluran dapat mentransmisikan digit
biner secara bersamaan
- Contoh 8-bit data ditransmisikan melalui bus 8 saluran
•
Namun bila 2 buah perangkat melakukan
Struktur Bus
°
Sistem bus dapat terdiri dari 50 – 100 saluran yang
ditandai dengan arti & fungsi khusus
6
Struktur Bus
°
Prinsipnya, fungsi tersebut dapat dikelompokkan
jadi 3 :
•
Saluran data/bus data
- Untuk perpindahan data antara 2 modul sistem
- Biasanya terdiri dari 8, 16, 32 saluran yang dikaitkan dengan lebar bus
•
Saluran alamat
- Untuk menandakan sumber/tujuan data pada bus data
- Bila CPU baca data dari memori, CPU menaruh alamat word pada saluran alamat
- Digunakan juga untuk memberi alamat port-port I/O
•
Saluran kontrol
- Untuk mengontrol akses ke saluran alamat
- Mengontrol penggunaan saluran data & alamat (karena saluran digunakan secara bersama oleh tiap
Kontrol pada sistem bus
°
Untuk melakukan kontrol pada sistem bus
digunakan :
•
Signal kontrol
- Untuk transmisi perintah/info pewaktuan di antara modul sistem
•
Signal pewaktuan
- Menunjukkan validitas data dan informasi alamat
•
Signal perintah
8
Saluran Kontrol
°
Meliputi :
•
memory write : menyebabkan data pada bus
akan dituliskan ke dalam lokasi alamat
•
memory read : menyebabkan data dari lokasi
alamat ditempatkan pada bus
•
I/O write : menyebabkan data pada bus
di-output-kan ke port I/O yang beralamat
•
Transfer ACK : menunjukkan bahwa data telah
diterima dari bus atau telah ditempatkan di bus
Saluran Kontrol
°
Meliputi :
•
Bus grant : menunjukkan bahwa modul yang
melakukan request telah diberi hak mengontrol
bus
•
Interrupt request : menandakan bahwa sebuah
interrupt ditangguhkan
•
Interrupt ACK : memberitahukan bahwa interrupt
yang ditangguhkan telah diketahui
•
Clock : digunakan untuk mensinkronkan
operasi-operasi
10
Operasi Bus
°
Ada 2 operasi :
•
Kirim data ke modul lain
- Memperoleh penggunaan jalur bus
- Memindahkan data melalui bus
•
Meminta data ke modul lain
- Memperoleh penggunaan bus
- Memindahkan request ke modul lain melalui saluran kontrol dan alamat yang sesuai
Arsitektur Bus
°
Permasalahan sistem bus :
•
Semakin banyak perangkat terhubung ke bus,
maka :
- Semakin besar delay propagasi
- Kinerja menurun
12
Permasalahan sistem bus
° Delay propagasi
• Delay ini menentukan waktu yang diperlukan perangkat untuk mengkoordinasi penggunaan bus.
• Pada saat kontrol bus sering melintasi satu perangkat ke perangkat lainnya, delay propagasi ini akan sangat
mempengaruhi kinerja
° Bus akan menjadi penyumbat dengan semakin besarnya perpindahan data yang hampir mendekati kapasitas bus
• Sampai tingkat tertentu dapat diatasi dengan memperlebar jalur bus (misal dari 32-bit ke 64 bit)
• Namun karena kelajuan data disebabkan oleh perangkat-perangkat yang terhubung (misalnya, pengontrol grafis dan video, interface jaringan) berkembang dengan cepat, maka dalam perlombaan ini besar kemungkinan bus
Arsitektur Bus Tradisional
• Terdapat bus lokal untuk menghubungkan prosesor – cache
• Struktur cache melindungi prosesor dari keharusan
seringnya mengakses memori utama à memori utama dpt
dipisah di lain bus
• Transfer I/O tidak
mengganggu aktifitas prosesor
• Bekerja cukup efisien
KELEMAHAN :
• Kinerja menurun dengan semakin meningkatnya kinerja perangkat I/O
14
Arsitektur Berkinerja Tinggi
• Terdapat cache yang
terintegrasi dengan bridge
• Mendukung LAN berkecepatan tinggi
• Dirancang khusus mendukung perangkat I/O berkapasitas
tinggi
Arsitektur Berkinerja Tinggi
KEUNTUNGAN :
• perangkat berkapasitas besar menjadi lebih terintegrasi
dengan prosesor & tidak
tergantung dengan prosesor
• perbedaan definisi pada
prosesor dan bus berkecepatan tinggi dan saluran signal dapat ditolerir
16
18
Elemen Dasar Rancangan Bus
°
Elemen Dasar dapat ditinjau dari :
•
Jenis
•
Metode Arbitrasi
•
Timing
•
Lebar Bus
Elemen Dasar Rancangan Bus - Jenis
°
Ada 2 jenis bus :
•
Dedicated
- Penggunaan saluran diberi sebuah fungsi yang permanen
•
Multiplexed
20
Elemen Rancangan Bus – Metode Arbitrasi
°
Ada 2 metode arbitrasi :
•
Tersentralisasi
- Terdapat pengontrol bus atau arbitrer untuk alokasi waktu pada bus
•
Terdistribusi
Elemen Rancangan Bus – Timing
°
Ada 2 jenis timing :
•
Synchronous
- Terjadinya event pada bus ditentukan oleh sebuah pewaktu (clock).
•
Asynchronous
22
Elemen Rancangan Bus – Lebar Bus
°
Dipengaruhi 2 jalur bus
•
Address
- Lebar bus alamat berpengaruh ke kapasitas sistem.
- Semakin besar bus alamat, semakin besar range lokasi yang dapat direferensikan
•
Data
- Lebar bus data berpengaruh ke kinerja sistem.
Elemen Rancangan Bus – Jenis Transfer Data
°
Ada 5 jenis :
•
Read
- Slave menaruh data pada bus begitu slave mengetahui alamatnya dan telah mengambil data
•
Write
- Slave menaruh data pada bus data begitu alamat telah stabil, dan slave telah mempunyai kesempatan untuk mengetahui alamatnya
•
Read-Modify-Read
24
Elemen Rancangan Bus – Jenis Transfer Data
°
Ada 5 jenis (cont) :
•
Read-After-Read
- Operasi yang tidak dapat dibagi-bagi yang berisi
operasi tulis yang diikuti oleh operasi baca dari alamat yang sama.
- Operasi baca dibentuk untuk tujuan pemeriksaan
•
Block
Contoh Bus : PCI
° Peripheral Component Interconnect (PCI)
° Bus yang tidak tergantung prosesor dan berfungsi sebagai bus mezzanine atau bus peripheral
° PCI memiliki kinerja tinggi untuk sistem I/O berkecepatan tinggi seperti : video adaptor, NIC, disk controller, sound card, dan lain-lain.
° Standard PCI adalah 64 saluran data pada kecepatan 33 MHz, laju transfer data 264 MB per detik atau 2,112 Gbps.
° Keunggulan PCI tidak hanya pada kecepatannya saja tetapi murah dengan keping yang sedikit
° Intel mulai menerapkan PCI pada tahun 1990 untuk sistem pentiumnya.
° Untuk mempercepat penggunaan PCI, Intel mempatenkan PCI bagi domain publik sehingga vendor dapat mengeluarkan
26
Expansion slots
•
ISA : Industry Standard Achitecture, a relatively low
speed interface primarily used for sound cards and
modems; runs at approx. 8MHz.
•
EISA : Extended ISA
•
PCI: Peripheral Component Interconnect, a high
speed interface for video cards, sound cards, network
interface cards, and modems; runs at 33MHz.
•
AGP: Accelerated Graphics Port, - a high speed
interface for video cards; runs at 1X (66MHz), 2X
(133MHz), or 4X (266MHz).
PC Card
•
PCMCIA: Personal Computer Memory Card
International Association, San Jose, CA,
www.pc-card.com. Sebuah lembaga standarisasi atau
asosiasi dagang yang mengeluarkan standard untuk
menghubungkan peripherals ke portable computer.
•
Jenis:
• Type I : memory
• Type II : network adapter • Type III : storage
•
Peralatan PC dapat menggunakan card ini dengan
Ports
• Ports: standard penghubung antara komputer (mainboard)
dengan peralatan tambahan (peripheral) pada masa tahun 1980 - 2000. Tahun berikutnya, alat-alat tersebut menggunakan USB
dan jarang menggunakan port lagi.
• Serial port: pertukaran data (communication) secara serial.
• contoh: COM1, COM2
• digunakan untuk: modem, mouse
• Parallel port : pertukaran cara paralel.
• LPT1, LPT2 (Line Printer Terminal)
• digunakan untuk: printer
Ada arti lain untuk istilah PORT yang tidak ada hubungannya, misalnya: 1. port (lobang) untuk konektor kabel, dan
Specialized ports
•
Universal Serial Bus (USB port)
•
FireWire (IEEE 1394 )
•
SCSI :
Small Computer System Interface
•
MIDI :
Musical instrument Digital Interface
USB
FireWire
• A high-speed serial bus that allows for the connection of up
to 63 devices.
• It is widely used for downloading video from digital
camcorders to the computer.
• Also known as the IEEE 1394 standard,
• 400 Mbits/sec transfer rates
