1. PENGERTIAN BUS
Sistem Bus adalah bagian dari sistem komputer
yang berfungsi untuk memindahkan data antar bagian – bagian dalam sistem
komputer . Bus merupakan Jalur komunikasi yang
dibagi pemakai suatu set kabel tunggal yang digunakan untuk menghubungkan
berbagai subsistem. Sistem bus adalah sebuah bus yang menghubungkan
komponen-komponen utama komputer (CPU, Memori, I/O). Sistem bus adalah
penghubung bagi keseluruhan komponen komputer dalam menjalankan tugasnya.
Bus beroperasi pada kecepatan dan lebar yang berbeda. PC awal
mempunyai bus dengan kecepatan 4.77 MHz dan lebar 8 bit yang dikenal dengan bus
ISA (Industry Standard Architecture). Kemudian bus diperbaiki menjadi lebar 16
bit dengan kecepatan 8 MHz . Sebuah bus yang menghubungkan
komponen-komponen utama komputer disebut sebagai Bus System. Biasanya sebuah
Bus System terdiri dari 50 hingga 100 saluran yang terpisah.
– Bus System dapat dibedakan
atas:
1. Data Bus ( Saluran Data )
2. Address Bus ( Saluran Alamat )
3. Control Bus ( Saluran Kendali
)
2. JENIS – JENIS
SISTEM BUS
Saluran bus dapat dipisahkan menjadi dua tipe umum, yaitu dedicated dan
multiplexed. Suatu saluran bus dedicated secara permanen diberi sebuah fungsi
atau subset fisik komponen-komponen komputer.
Pada awal pemindahan data, alamat
ditempatkan pada bus dan address valid control diaktifkan. Pada saat ini,
setiap modul memiliki periode waktu tertentu untuk menyalin alamat dan
menentukan apakah alamat tersebut merupakan modul beralamat. Kemudian alamat
dihapus dari bus dan koneksi bus yang sama digunakan untuk transfer data
pembacaan atau penulisan berikutnya. Metode penggunaan saluran yang sama untuk
berbagai keperluan ini dikenal sebagai time multiplexing.
Terdapat juga penurunan kinerja
yang cukup besar karena event-event tertentu yang menggunakan saluran secara
bersama-sama tidak dapat berfungsi secara paralel. Dedikasi fisik
berkaitan dengan penggunaan multiple bus, yang masing-masing bus itu terhubung
dengan hanya sebuah subset modul. Keuntungan yang utama dari dedikasi fisik
adalah throughput yang tinggi karena hanya terjadi kemacetan lalu lintas data
yang kecil. Kerugiannya adalah meningkatnya ukuran dan biaya sistem.
3. STRUKTUR SISTEM
BUS
Sebuah bus sistem terdiri
dari 50 hingga 100 saluran yang terpisah. Masing-masing saluran ditandai dengan
arti dan fungsi khusus. Walaupun terdapat sejumlah rancangan bus yang
berlainan, fungsi saluran bus dapat diklasifikasikan menjadi tiga kelompok,
yaitu saluran data, saluran alamat, dan saluran kontrol. Selain itu, terdapat
pula saluran distribusi daya yang memberikan kebutuhan daya bagi modul yang
terhubung.
a) Data Bus (
Saluran Data )
Saluran data
memberikan lintasan bagi perpindahan data antara dua modul sistem. Saluran ini
secara kolektif disebut bus data. Umumnya bus data terdiri dari 8, 16, 32 saluran.
Jumlah saluran diaktifkan dengan lebar bus data. Karena pada suatu saat
tertentu masing-masing saluran hanya dapat membawa 1 bit, maka jumlah saluran
menentukan jumlah bit yang dapat dipindahkan pada suatu saat. Lebar bus data
merupakan faktor penting dalam menentukan kinerja sistem secara keseluruhan.
Contohnya bila bus data lebarnya 8 bit dan setiap instruksi panjangnya 16 bit,
maka CPU harus dua kali mengakses modul memori dalam setiap siklus
instruksinya.
Lintasan bagi perpindahan data antar modul. Secara kolektif lintasan ini
disebut bus data. Umumnya jumlah saluran terkait dengan panjang word,
misalnya 8, 16, 32 saluran.
Tujuan : agar mentransfer word
dalam sekali waktu.
Jumlah saluran
dalam bus data dikatakan lebar bus, dengan satuan bit, misal
lebar bus 16 bit
b) Address
Bus ( Saluran Alamat )
- Saluran alamat digunakan untuk
menandakan sumber atau tujuan data pada bus data. Misalnya, bila CPU akan
membaca sebuah word data dari memori, maka CPU akan menaruh alamat word yang
dimaksud pada saluran alamat. Lebar bus alamat akan menentukan kapasitas memori
maksimum sistem. Selain itu, umumnya saluran
alamat juga dipakai untuk mengalamati port-port input/outoput. Biasanya,
bit-bit berorde lebih tinggi dipakai untuk memilih lokasi memori atau port I/O
pada modul. Digunakan untuk menspesifikasi sumber dan tujuan data
pada bus data.
- Digunakan untuk mengirim alamat
word pada memori yang akan diakses CPU.
- Digunakan untuk saluran alamat
perangkat modul komputer saat CPU mengakses suatu modul.
- Semua peralatan yang terhubung
dengan sistem komputer, agar dapat diakses harus memiliki alamat.
Contoh : mengakses port I/O, maka
port I/O harus memiliki alamat hardware-nya.
c) Control Bus
( Saluran Kontrol )
Saluran kontrol digunakan
untuk mengntrol akses ke saluran alamat dan penggunaan data. Karena data dan
saluran alamat dipakai bersama oleh seluruh komponen, maka harus ada alat untuk
mengontrol penggunaannya. Sinyal-sinyal kontrol melakukan transmisi baik
perintah maupun informasi pewaktuan diantara modul-modul sistem. Sinyal-sinyal
pewaktuan menunjukkan validitas data dan informasi alamat. Sinyal-sinyal
perintah menspesifikasikan operasi-operasi yang akan dibentuk. Umumnya saluran
kontrol meliputi : memory write, memory read, I/O write, I/O read, transfer
ACK, bus request, bus grant, interrupt request, interrupt ACK, clock, reset.
Berikut ini adalah fungsi-fungsi
yang terdapat pada control bus ( saluran control ):
- Digunakan untuk menspesifikasi
sumber dan tujuan data pada bus data.
- Digunakan untuk mengirim alamat
word pada memori yang akan diakses CPU.
- Digunakan untuk saluran alamat
perangkat modul komputer saat CPU mengakses suatu modul.
- Semua peralatan yang terhubung
dengan sistem komputer, agar dapat diakses harus memiliki alamat.
Contoh : mengakses port I/O, maka
port I/O harus memiliki alamat hardware-nya
Di sistem komputer berbasis
mikroprosesor, terdapat 3 jalur yang menjadi tempat mengalirnya proses.
-
Bus Data yang berfungsi
mengalirkan data dari/ke mikroprosesor
-
Bus Alamat/Address
yang berfungsi mengalamati suatu proses dari/ke memori atau I/O
-
Bus Kontrol yang berfungsi
mengatur proses instruksi yang terjadi dari/ke mikroprosesor.
Diilustrasikan pada gambar
berikut :
Jika alamat memori dialamati,
maka Bus Alamat akan berisi alamat memori tersebut. Lebar alamat memori
tergantung dari tipe mikroprosesor yang dipakai (sekali lagi dalam
satuan bit).
Bus
Data berfungsi mengalirkan data dari/ke mikroprosesor ke/dari alamat memori
tujuan atau alamat I/O tujuan. Besar kecepatan transfer bus data bervariasi
sesuai dengan mikroprosesor yang dipakai.
Bus Kontrol berisikan instruksi yang mengatur operasi apakah
itu read atau write. Ada 4 tipe kontrol yaitu :
- MRDC (Memory Read Control) yang
menyatakan transfer data dari memori ke mikroprosesor
- MWTC (Memory Write Control)
yang menyatakan transfer data dari mikroprosesor ke memori
- IORC (I/O Read Control) yang
menyatakan transfer data dari peranti I/O ke mikroprosesor
- IOWC (I/O Write Control) yang
menyatakan transfer data dari mikroprosesor ke peranti I/O.
Hubungan ketiganya adalah,
misalnya jika kita ingin mentransfer data dari mikroprosesor ke memori.
Pertama, bus alamat akan mengalamati address tujuan. Lalu bus kontrol
akan memberi sinyal MWTC = 0. Barulah bus data akan mentransfer data ke alamat
tujuan.
– 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
– Mikroprosesor
Melakukan pekerjaan secara
paralel ,Program dijalankan secara multitasking , Sistem bus tidak
hanya lebar tapi juga cepat
1. Jenis
Data
a. Memori :
Memori
umumnya terdiri atas N word memori dengan panjang yang sama. Masing–masing word
diberi alamat numerik yang unik (0, 1, 2, …N-1). Word dapat dibaca
maupun ditulis pada memori dengan kontrol Read dan Write. Lokasi
bagi operasi dispesifikasikan oleh sebuah alamat.
b. Modul I/O :
Operasi
modul I/O adalah pertukaran data dari dan ke dalam komputer. Berdasakan
pandangan internal, modul I/O dipandang sebagai sebuah memori dengan operasi
pembacaan dan penulisan. Seperti telah dijelaskan pada bab 6 bahwa modul I/O
dapat mengontrol lebih dari sebuah perangkat peripheral. Modul I/O juga dapat
mengirimkan sinyal interrupt.
c. CPU : berfungsi
sebagai pusat pengolahan dan eksekusi data berdasarkan routine–routine program
yang diberikan padanya. CPU mengendalikan seluruh sistem komputer sehingga
sebagai konsekuensinya memiliki koneksi ke seluruh modul yang menjadi bagian
sistem komputer.
Dari jenis pertukaran data yang
diperlukan modul–modul komputer, maka struktur interkoneksi harus mendukung
perpindahan data.
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 : digunakan pada sistem DMA
Sampai saat ini terjadi
perkembangan struktur interkoneksi, namun yang banyak digunakan saat ini adalah
sistem bus.
– Prinsip Operasi Bus
Meminta penggunaan bus.
Apabila telah disetujui, modul
akan memindahkan data yang diinginkan ke modul yang dituju
– Hierarki Multiple Bus
Bila terlalu banyak modul atau
perangkat dihubungkan pada bus maka akan terjadi penurunan kinerja
Elemen-Elemen Rancangan Bus
Rancangan suatu bus dapat
dibedakan atau diklasifikasikan oleh elemen-elemen sebagai berikut :
1. Jenis Bus
Jenis bus dapat dibedakan atas :
Dedicated : Merupakan metode di
mana setiap bus ( saluran ) secara permanen diberi fungsi atau subset fisik
komponen komputer.
Time Multiplexed : Merupakan
metode penggunaan bus yang sama untuk berbagai keperluan, sehingga
menghemat ruang dan biaya.
2. Metode Arbitrasi
Metode arbitrasi adalah metode
pengaturan dari penggunaan bus, dan dapat dibedakan atas :
Tersentralisasi : menggunakan
arbiter sebagai pengatur sentral
Terdistribusi :
setiap bus memiliki access control logic
3. Timing
Timing
berkaitan dengan cara terjadinya event yang diatur pada bus system, dan dapat
dibedakan atas :
Synchronous : Terjadinya event
pada bus ditentukan oleh clock (pewaktu )
Asynchronous : Terjadinya sebuah
event pada bus mengikuti dan tergantung pada event sebelumnya
4. Lebar Bus
Semakin lebar bus data,
semakin besar bit yang dapat ditransfer pada suatu saat.
5. Jenis Transfer
Data :
1. Operasi
Read
2. Operasi Write
3. Operasi
Read Modify Write
4. Operasi
Read After Write
5. Operasi
Block
A. PCI
PCI adalah singkatan dari Peripheral Component
Interconnect dan merupakan bus yang tidak tergantung pada prosesor, berbandwith
tinggi serta dapat berfungsi sebagai mezzanine atau bus peripheral. PCI
memberikan sistem yang lebih baik bagi subsistem I/O berkecepatan tinggi ,
seperti : graphic display adapter, network interface controller, dan disc
controller.
PCI dirancang untuk mendukung
bermacam-macam konfigurasi berbasiskan mikroprosesor, baik sistem mikroprosesor
tunggal ataupun sistem mikroprosesor jamak.
B. Future Bus +
1. Future Bus + adalah standar
bus asinkron berkinerja tinggi yang dibuat oleh IEEE dan didasarkan atas.
2. Tidak tergantung pada
arsitektur, prosesor dan teknologi tertentu.
3. Memiliki
protokol transfer asinkron dasar.
4. Menyediakan dukungan
bagi sistem-sistem yang fault tolerant dan memiliki reliabilitas yang
tinggi.
5. Menawarkan dukungan langsung
terhadap memori berbasis cache yang dapat digunakan bersama.
6. Memberikan definisi
transportasi pesan yang kompetibel
– Proses aliran data
pada siklus pengambilannya!
– Proses aliran data
pada siklus interupsi!
Isi PC saat itu harus disimpan
sehingga CPU dapat melanjutkan aktivitas normal setelah terjadinya interrupt.
Kesimpulan
Bus adalah satu lintasan
komunikasi yang menghubungkan dua atau lebih perangkat. Ciri utama bus
adalah bahwa bus merupakan suatu medium transmisi bersama. Berbagai perangkat
yang terhubung ke bus dan suatu sinyal yang di pancarkan oleh tiap perangkat
dapat diterima oleh semua perangkat lain yang terhubung ke bus. Jadi, bus adalah
penghubung bagi keseluruhan komponen komputer dalam menjalankan tugasnya.
Komponen komputer yaitu CPU,
memori, perangkat Input dan Output. Elemen-elemen rancangan bus terdiri dari
jenis bus, metode arbitrase, timing, lebar bus dan jenis transfer data. Jenis
bus ada dua yaitu Dedicated dan Multiplexed. Metode arbitrasi juga
ada dua yaitu tersentralisasi dan terdistribusi. Timing ada dua
yaitu synchronous dan asynchronous.
Post a Comment
Post a Comment