Sistem BUS

SISTEM BUS

System bus atau bus sistem, dalam arsitektur komputer merujuk pada bus yang digunakan oleh sistem komputer untuk menghubungkan semua komponennya dalam menjalankan tugasnya. Sebuah bus adalah sebutan untuk jalur di mana data dapat mengalir dalam komputer. Jalur-jalur ini digunakan untuk komunikasi dan dapat dibuat antara dua elemen atau lebih. Data atau program yang tersimpan dalam memori dapat diakses dan dieksekusi oleh CPU melalui perantara sistem bus.

Interkoneksi 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

• Saluran kontrol

Gambar 1: Pola Interkoneksi

Saluran Data

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

Saluran Alamat (Address Bus)

• 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

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 adalah Sinyal pewaktuan menandakan validitas data dan alamat• Sinyal–sinyal perintah adalah Sinyal perintah berfungsi membentuk suatu operasi

Prinsip Operasi Bus:

1. Meminta penggunaan bus.

2. 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

Faktor – faktor :

1. Semakin besar delay propagasi untuk mengkoordinasikan penggunaan bus.2. Antrian penggunaan bus semakin panjang.

3. Dimungkinkan habisnya kapasitas transfer bus sehingga memperlambat data.

Gambar 2 : Arsitektur bus jamak tradisional

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,

• Memerlukan transfer data berkecepatan tinggi

• Memerlukan transfer data berkecepatan rendah.Modul dengan transfer data berkecepatan tinggi disambungkan dengan bus berkecepatan tinggi pula, Modul yang tidak memerlukan transfer data cepat disambungkan pada bus ekspansi.

Gambar 3: Arsitektur bus jamak kinerja tinggi

Keuntungan hierarki bus jamak kinerja tinggi:

1. Bus berkecepatan tinggi lebih terintegrasi dengan prosesor.

2. Perubahan pada arsitektur prosesor tidak begitu mempengaruhi kinerja bus

CONTOH CONTOH BUS

DIRECT MEMORY ACCESS (DMA)

Direct memory access (DMA) adalah suatu alat pengendali khusus disediakan untuk memungkinkan transfes blok data langsung antar perangkat eksternal dan memori utama, tanpa intervensi terus menerus dari prosesor.

Transfer DMA dilakukan oleh sirkuit kontrol yang merupakan bagian dari antar muka perangkat I/O. Istilah ini yang sering banyak kita ketahui adalah sebagai kontroler DMA. Kontroler DMA melakukan fungsi yang biasanya dilakukan oleh prosesor pada saat mengakses memori utama (yang sering disebut :RAM). Untuk setiap word yang ditransfer, kontroler ini menyediakan alamat memori dan semua sinyal bus yang mengontrol transfer data. Karena harus mentransfer sejumlah blok data, maka kontroler DMA harus menaikkan alamat memori untuk word yang berurutan dan mencatat jumlah transfer.

Sekalipun kontroler DMA dapat mentransfer data tanpa intervensi dari prosesor, operasinya tetap berada dibawah kontrol program yang dieksekusi oleh prosesor. Untuk menginisiasi transfer suatu blok word, prosesor mengirim alamat awal, jumlah word dalam blok, dan arah transfer. Pada saat seluruh blok telah ditransfer, kontroler tersebut memberitahu prosesor dengan memunculkan sinyal interupt. Pada saat transfer DMA terjadi, program yang meminta transfer tersebut berhenti bekerja dan prosesor dapat digunakan untuk mengeksekusi program lain. Setelah transfer DMA selesai, prosesor dapat kembali ke program yang meminta transfer tersebut.

Operasi I/O selalu dilakukan oleh OS sebagai respon terhadap request dari program aplikasi. OS juga bertanggung jawab untuk menunda eksekusi satu program dan memulai eksekusi program lain. Sehingga, untuk operasi I/O yang melibatkan DMA, OS menetapkan program yang meminta transfer tsb pada keadaan blocked, menginisiasi operasi DMA, dan memulai eksekusi program lain. Pada saat transfer selesai, kontroler DMA memberitahu prosesor dengan mengirim interupt request. Sebagai responnya, OS menetapkan program yang ditunda ke keadaan runnable sehingga dapat dipilih oleh scheduler untuk melanjutkan eksekusi.

ATA

Advanced Technology Attachment (ATA) adalah interface standar untuk menghubungkanstorage devices seperti hard disk dan CD-ROM drives dalam personal computer. Banyak terdapat istilah dan sinonim untuk ATA, termasuk singkatan-singkatan IDE, ATAPI, dan UDMA.

Dengan diperkenalkannya Serial ATA pada 2003, ATA yang asli dinamai Parallel ATA (PATA). Karena itu artikel ini hanya membahas Parallel ATA.

Standar Parallel ATA hanya mengizinkan panjang kabel sampai 46 sentimeter (18 inci) walaupun kabel sampai 91 cm (36 in) dapat dibeli. Karena keterbatasan ini dan karena harganya yang terjangkau, teknologi ATA biasanya digunakan untuk antarmuka penyimpan komputer internal.

PATA tidak memiliki kemampuan Hot Swapable, kabel data yang dibutuhkan mencapai 40 kabel yang membuatnya dinilai tidak praktis, serta memiliki panjang kabel interface maksimal 18 inci (46 cm), namun banyak juga produk yang tersedia di pasaran yang memiliki panjang hingga 36 inchi (91 cm). Kabelnya sendiri menggunakan ribbon-cable yang lebar. keterbatasan ini menjadikan PATA hanya sebagai interface internal storage, demikian harga lebih murah. kecepatan transfer data dimulai dari 33Mbps,66Mbps,100Mbps, sampai 133 Mbps(ATA 33/66/100/150)

Parallel ATA yang standar adalah hasil dari sejarah panjang inkremental pengembangan teknis. ATA / ATAPI merupakan evolusi dari AT Attachment Interface, yang itu sendiri berkembang dalam beberapa tahap dari Western Digital’s asli Integrated Drive Electronics (IDE) interface. Akibatnya, banyak di dekat-sinonim untuk ATA / ATAPI dan inkarnasi sebelumnya ada, termasuk singkatan-singkatan seperti IDE yang masih dalam informal umum digunakan. Setelah pengenalan pasar Serial ATA pada 2003, ATA yang asli dinamai Parallel ATA data sebelumnya.

Teknologi Parallel ATA telah setia menemani pengguna PC sejak lama. Mulai dari kabel 40 pin hingga 40 pin 80 konduktor dan kecepatan mulai dari 3,3 MB/s hingga 133MB/s, teknologi Parallel ATA tampaknya telah memiiki sejarah yang cukup panjang. Pada akhirnya, teknologi Paralel ATA akan menemui batas akhir dan digantikan oleh Serial ATA. Hal ini setidaknya terlihat dari dikuranginya channel IDE (dari satu menjadi dua) yang didukung oleh chipset produksi terbaru dari Intel, dimulai dari generasi seri i915 dan i925 ke atas.

PCI

PCI (Pheriperal Component Interconnect) adalah bus pheriperal atau bus lokal yang mendukung interface plug and play yang beroperasi pada kecepatan 33 MHz dan 66 MHz pada bus data 32 bit dan 64 bit. Dengan menggunakan PCI ini, pengguna tidak akan direpotkan lagi dengan masalah konfigurasi karena terdapatnya desain plug and play tadi. PCI umum dipakai pada PC, Machintos, dan Workstation. Standar bus PCI ini dikembangkan oleh konsorsium PCI Special Interest Group yang dibentuk oleh Intel Corporation pada tahun 1992 dan dirilis ke pasaran sekitar tahun1993.

Tujuan dibentuknya bus ini adalah untuk menggantikan Bus ISA/EISA yang merupakan bus yang lamban. Pada masanya, PCI menyediakan jalur transfer data cepat antara prosesor dengan komponen pheriperal lain di PC seperti misalnya video, disket, jaringan, harddisk dan lain-lain. PCI banyak digunakan pada komputer yang berbasis mikroprosesor seri 80486 atau produk setelahnya.

USB

USB merupakan port standar yang ada di komputer saat ini, setiap komputer yang kita beli saat ini selalu dilengkapi dengan USB. Konektor-konektor USB tersebut dapat ditancapkan berbagai perangkat mulai dari mouse sampai printer dengan mudah dan cepat. Sistem operasi saat ini juga sangat mendukung keberadaan USB, mulai versi windows XP ke atas bahkan sudah terdapat installer berbagai perangkat USB yang include dalam satu paket program windows tersebut

Tujuan diciptakan USB adalah untuk mempermudah pengguna komputer untuk mengkoneksikan ke perangkat lain. Beberapa contoh perangkat yang telah dibuat dalam versi port USB antara lain:

1. Printer

2. Scanner

3. Mouse

4. Joystick

5. Camera Digital

6. Webcam

7. Modem

8. Dan lain sebagainya.

Universal Serial Bus (USB) adalah standar bus serial untuk perangkat penghubung, biasanya kepada komputer namun juga digunakan di peralatan lainnya seperti konsol permainan, ponsel dan PDA.

Sistem USB mempunyai desain yang asimetris, yang terdiri dari pengontrol host dan beberapa peralatan terhubung yang berbentuk pohon dengan menggunakan peralatan hub yang khusus.

Desain USB ditujukan untuk menghilangkan perlunya penambahan expansion card ke ISA komputer atau bus PCI, dan memperbaiki kemampuan plug-and-play (pasang-dan-mainkan) dengan memperbolehkan peralatan-peralatan ditukar atau ditambah ke sistem tanpa perlu mereboot komputer. Ketika USB dipasang, ia langsung dikenal sistem komputer dan memroses device driver yang diperlukan untuk menjalankannya.

USB dapat menghubungkan peralatan tambahan komputer seperti mouse, keyboard, pemindai gambar, kamera digital, printer, hard disk, dan komponen networking. USB kini telah menjadi standar bagi peralatan multimedia seperti pemindai gambar dan kamera digital.

Versi terbaru (hingga Januari 2005) USB adalah versi 2.0. Perbedaan paling mencolok antara versi baru dan lama adalah kecepatan transfer yang jauh meningkat. Kecepatan transfer data USB dibagi menjadi tiga, antara lain:

   * High speed data dengan frekuensi clock 480.00Mb/s dan tolerasi pensinyalan data pada ± 500ppm.

   * Full speed data dengan frekuensi clock 12.000Mb/s dan tolerasi pensinyalan data pada ±0.25% atau    2,500ppm.

   * Low speed data dengan frekuensi clock 1.50Mb/s dan tolerasi pensinyalan data pada ±1.5% atau 15,000ppm.