Home / AOK / Sistem Bus

Sistem Bus

Posted by Sepercik Tinta Selasa, 12 Juli 2011 0 komentar
Sistem bus adalah penghubung bagi keseluruhan komponen komputer dalam menjalankan tugasnya.
Transfer data antar komponen komputer sangatlah mendominasi kerja suatu komputer. Data atau program yang tersimpan dalam memori dapat diakses dan dieksekusi CPU melalui perantara bus, begitu juga kita dapat melihat hasil eksekusi melalui monitor juga menggunakan sistem bus.
Era saat  ini  memerlukan saluran data atau bus yang handal. Kecepatan komponen penyusun komputer tidak akan berarti kalau tidak diimbangi kecepatan dan manajemen bus yang baik. Trend mikroprosesor saat ini adalah melakukan pekerjaan secara paralel dan program dijalankan secara multitasking menuntut sistem bus tidak hanya lebar tapi juga cepat.

Struktur Interkoneksi
            Komputer tersusun atas komponen - komponen atau modul - modul (CPU, memori dan I/O) yang saling berkomunikasi.
Kumpulan lintasan atau saluran berbagai modul disebut struktur interkoneksi.
Rancanagan struktur interkoneksi sangat bergantung pada jenis dan karakteristik pertukaran datanya.
Jenis pertukaran data yang diperlukan oleh modul - modul penyusun komputer :
• 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.
• Modul I/O :
Operasi modul I/O adalah pertukaran data dari dan ke dalam komputer. Berdasarkan pandangan internal,  modul  I/O  dipandang  sebagai  sebuah  memori  dengan  operasi  pembacaan  dan penulisan. Modul I/O dapat mengontrol lebih dari sebuah perangkat peripheral. Modul I/O juga dapat mengirimkan sinyal interrupt.
• CPU :
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 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 : digunakan pada sistem DMA.
Sampai  saat  ini  terjadi  perkembangan  struktur  interkoneksi,  namun  yang  banyak digunakan saat ini adalah sistem bus. Sistem bus ada yang digunakan secara tunggal dan ada secara jamak, tergantung karakteristik sistemnya.

Interkoneksi Bus
Bus merupakan lintasan komunikasi yang menghubungkan dua atau lebih komponen komputer. Sifat  penting  dan  merupakan  syarat  utama bus adalah media transmisi yang dapat digunakan bersama oleh sejumlah perangkat yang terhubung padanya. Karena digunakan  bersama,  diperlukan  aturan  main  agar  tidak  terjadi  tabrakan  data  atau kerusakan data yang ditransmisikan. Walaupun digunakan bersama namun 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 dalam tiga bagian, yaitu saluran data, saluran alamat dan saluran kontrol, seperti terlihat pada gambar pola interkoneksi bus.

            Saluran data  (data bus) adalah 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 dengan tujuan agar mentransfer word dalam sekali waktu. Jumlah saluran dalam bus data dikatakan lebar bus, dengan satuan bit, misal lebar bus 16 bit.
            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. Semisal mengakses port I/O, maka port I/O harus memiliki alamat hardware-nya.
            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, sedengkan sinyal perintah berfungsi membentuk suatu operasi. Secara umum saluran kontrol meliputi :
  • Memory Write, memerintahkan data pada bus akan dituliskan ke dalam lokasi alamat.
  • Momory Read memerintahkan data dari lokasi alamat ditempatkan pada bus data.
  • I/O Write, memerintahkan data pada bus dikirim ke lokasi port I/O.
  • I/O Read, memerintahkan data dari port I/O ditempatkan pada bus data.
  • Transfer ACK, menunjukkan data telah diterima dari bus atau data telah ditempatkan pada bus.
  • Bus Request, menunjukkan bahwa modul memerlukan kontrol bus.
  • Bus Grant, menunjukkan modul yang melakukan request telah diberi hak mengontrol
    bus.
  • Interrupt Request, menandakan adanya penangguhan interupsi dari modul.
  • Interrupt ACK, menunjukkan penangguhan interupsi telah diketahui CPU.
  • Clock, kontrol untuk sinkronisasi operasi antar modul.
  • Reset, digunakan untuk menginisialisasi seluruh modul.
            Secara fisik bus adalah konduktor listrik paralel yang 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 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.

Elemen Perancangan Bus
1. Jenis Bus
a. Dedicated Bus : bus yang khusus menyalurkan data tertentu, misalnya paket data saja, atau alamat saja,
Keuntungan: throughput yang tinggi karena kemacetan lalu lintas kecil.
Kerugian: meningkatnya ukuran biaya sistem.
b. Multiplexed bus : bus melakukan tugas untuk berbagai  informasi  yang berbeda baik data, alamat maupun sinyal kontrol dengan metode mulipleks data
Keuntungan: hanya memerlukan saluran yang sedikit sehingga dapat menghemat tempat dan biaya.
Kerugian: kecepatan transfer data menurun dan diperlukan mekanisme yang komplek untuk mengurai data yang telah dimultipleks.

2. Metode Arbitrasi : menugaskan sebuah perangkat CPUatau I/O bertindak sebagai master kontrol pertukaran.  Metode ini terdiri dari :
  1. Tersentralisasi : pengontrol bus sentral atau arbiter yang bertugas mengatur penggunaan bus oleh  modul.
  2. Terdistribusi : setiap modul memiliki logika pengontrol akses (access control logic) yang berfungsi mengatur  pertukaran  data  melalui  bus.  

3. Timing : Metode terjadinya event dikoordinasikan pada bus
a. Sinchronous : terjadinya event pada bus ditentukan oleh clock.
b. Asinchronous : terjadinya event pada bus mengikuti dan tergantung pada event sebelumnya.

4. Lebar Bus
Lebar bus sangat mempengaruhi kinerja sistem komputer. Semakin lebar bus maka semakin besar data yang dapat ditransfer sekali waktu. Semakin besar bus alamat, akan semakin banyak range lokasi yang dapat direfensikan.

5. Jenis Transfer Data
Dalam sistem komputer, operasi transfer data adalah pertukaran data antar modul sebagai
tindak lanjut atau pendukung operasi yang sedang dilakukan. Saat operasi baca (read), terjadi
pengambilan data dari memori ke CPU, begitu juga sebaliknya pada operasi penulisan maupun
operasi - operasi kombinasi. Bus harus mampu menyediakan layanan saluran bagi semua operasi
komputer.

Contoh Bus
1. Bus ISA (Industry Standar Architecture) Vendor pemakai: IBM
2. Bus PCI Vendor pemakai: Intel
Peripheral Component Interconnect (PCI) adalah 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.
3. Bus USB / Universal Standard Bus
Untuk peralatan yang memiliki kecepatan rendah seperti keyboard, mouse, dan printer, 7 vendor komputer (Compaq, DEC, IBM, Intel, Microsoft, NEC, dan Northern Telecom) bersama-sama merancang bus USB.
4. Bus SCSI
Small Computer System Interface (SCSI) adalah perangkat peripheral eksternal yang dipopulerkan oleh macintosh pada tahun 1984. SCSI merupakan interface standard untuk drive CD-ROM, peralatan audio, hard disk, dan perangkat penyimpanan eksternal berukuran besar. SCSI menggunakan interface paralel dengan 8, 16, atau 32 saluran data.
5. Bus P1394 / Fire Wire
Bus performance tinggi yang dikenal dengan Fire Wire (P1394 standard IEEE).
P1394 memiliki kelebihan dibandingkan dengan interface I/O lainnya, yaitu sangat cepat,
murah, dan mudah untuk diimplementasikan. Pada kenyataanya P1394 tidak hanya populer pada sistem komputer, namun juga pada peralatan elektronik seperti pada kamera digital, VCR,dan televisi. Kelebihan lain adalah penggunaan transmisi serial sehingga tidak memerlukan banyak kabel.
TERIMA KASIH ATAS KUNJUNGAN SAUDARA
Judul: Sistem Bus
Ditulis oleh Sepercik Tinta
Rating Blog 5 dari 5
Semoga artikel ini bermanfaat bagi saudara. Jika ingin mengutip, baik itu sebagian atau keseluruhan dari isi artikel ini harap menyertakan link dofollow ke http://seperciktinta.blogspot.com/2011/07/sistem-bus.html. Terima kasih sudah singgah membaca artikel ini.
Categories:

If You Like This Post, Share it With Your Friends

0 komentar:

Posting Komentar

Original design by Bamz | Copyright of Blog Pintar.
Diberdayakan oleh Blogger.