BUS dan Sistem Interkoneksi

 BUS DAN SISTEM INTERKONEKSI

Organisasi Perangkat keras Komputer

Komputer tersusun atas komponen-komponen atau modil-modul (CPU,memori, dan I/O) yang saling berkomunikasi

Kumpulan lintasa atau saluran berbagai modul disebut Struktur Interkoneksi

Bus dan Distem Interkoneksi

Bus Sistem

Bus Sistem adalh saran pengangkut atau saluran yang terdapat didalam suatu micoprocessor (CPU) yang menghubungkan antara Microprocessor tersebut dengan dunia luar.

Melalui sarana BUS inilah microprocessor tersebut mampu menerima data atau mengirimkan data hasil pengolahannya keluar sistem microprocessor dan mampu untuk menghubungi peralatan peralatan pendukungnya

Pada setiap Microprocessor (CPU) selalu terdapat 3 sistem BUS dasar yaitu :

1.Data BUS            (bi-directional)

2.Address BUS       (uni-directional)

3.Control BUS        (uni-directional)

Data Bus adalah lintasan bagi perpindahan data antar modul

Addres Bus digunakan untuk menspesifikasi sumber dan tujuan data pada bus data

Control Bus digunakan untuk mengontrol bus data, bus alamat(Address Bus) dan seluruh modul yang ada

Data Bus

1. Sebagai sarana pengangkut data antara CPU dan kompoinen pendukungnya
2. Jumlah Data Bus menyatakan lebar jarak data pada CPU atau jumlah data bit instruksi yang mampu diambil persatukan waktu
3. Data Bus biasanya digunakan sebagai taksonomi dari microprocessor yang bersangkutan

Address BUS

1. Sebagai sarana pembawa laamat dari microprocessor ke komponen pendukungnya
2. Setiap komponen pendukung di dalam sistem komputer harus mempunyai alamat yang UNIQUE
3. Jumlah dari Address Bus menyatakan jumlah komponen pendukung yang mampu dialamati oleh microprocessor yang bersangkutan

Control Bus

Sebagai sarana pembawa signal kontrol antara microprocessor dan peralatan pendukung didalam kesinambungan komunikasi antara bagian pada sistrem komputer tersebut

Sebuah Komputer terdiri dari sekumpulan komponen komponen dasar seperti : CPU,memori dan I?O, yang saling berinteraksi satu dengan yang lainnya.

Kumpulan lintasan yang saling menghubungkan berbagai modul-modul tersebut dikenal dengan nama struktur interkoneksi

    Ada 3 Jenis-jenis transfer data seperti berikut ini :

1. CPU ---> Memori ---> data dapat dipindahkan dari cpu ke memori atau dari memori ke cpu
2. CPI ---> I?O ---> data dapat dipindahkan ke atau dari luar dengan pemindahan antara cpu dan modul i/o
3. Pengolahan data ---> cpu dapat membentuk sejumlah operasi aritmetrik atau logik terhadap data
4. Control ---> cpu dapat membentuk urutan eksekusi

Jenis pertukaran data yang diperlukan oleh modul-modul komputer :

• 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 mengirimkan data ke perangkat 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

Control Bus Meliputi :

• Memory write, memrintahkan data pada bus akan dituliskan ke dalam lokasi alamat
• Memory 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
• 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

Prinsip Operasi BUS :

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

Beberapa Pertimbangan-pertimbangan perancangan BUS :

• BUS ISA

          Bus ISA (Industry standard Architecture) adalh sebuah arsitektur bus dengan bus data selebar 8-bityang diperkenalka dalam IBM PC 5150 pada tanggal 12 Agustus 1981.Bus ISA diperbarui dengan menambahkan bus data selebar menjadi 16-bit pada IBM PC/AT pada tahun 1984,sehingga jenis Bus ISA yang beredar pun terbagi menjadi dua bagian,yakni ISA 16-bit dan ISA 8-bit.ISA merupakan bus dasar dan paling umum digunakan dalam komputer IBM PC hingga tahun 1995,sebelum akhirnya digantikan oleh bus PCI yang diluncurkan pada tahun 1992

• BUS MICRO CHANNEL

          Bus Micro Channel atau biasa disebut "Micro Channel Architecture".Ini adalah bus ekspansi yang dibuat oleh IBM yang digunakan dalam komputer perusahaan PS/2 dekstop.Sebuah bus ekspansi memungkinkan kartu tambahan untuk dihubungkan ke motherboard komputer,memperluas jumlah I/O port.Ini termasuk SCSI,USB,Firewire,AGP, dan koneksi DVI,serta banyak lainnya.

• BUS EISA

          Bus EISA (Extended/Enhanced Industry Standard Architecture) adalah sebuah bus I/O yang diperkenalkan pada September 1988 sebagai respons dari peluncuran bus MCA oleh IBM,mengingat IBM hendak 'memonopoli" bus MCA dengan mengharuskan pihak lain membayar royalti untuk mendapatkan lisensi MCA.Standar ini dikembangkan oleh beberapa vendor IBM PC Compatible,selain IBM,meskipun yang banyak menyumbang adalah Compaq Computer Corporation.Compaq jugalah yang membentuk EISA Committe,sebuah organisasi non profit yang didesain secara spesifik untuk mengatur pengembangan bus EISA.Selain Compaq, ada beberapa perusahaan lain yang mengembangkan EISA yang jika diurutkan,maka kumpulan perusahaan dpaat disebut sebagai WATCHZONE.

• VL BUS

          VL BUS (Vesa Local Bus) merupakan standar interface antara komputer dan ekspansi slot yang menyediakan aliran data yang lebih cepat antara perangkat dikendalikan oleh kartu ekspansi dan mikroprocessor komputer anda.Sebuah "Bus Lokal" adalah jalur fisik dimana data mengalir di hampir kecepatan dari mikroprocessor,meningkatkan kinerja sistem total.BUS VESA lokal sangat efektif dalam sistem dengan kartu video canggih dan mendukung 32-bit aliran data pada 50 MHz.Sebuah BUus VESA lokal diimplementasikan dengan menambahkan slot tambahan dan kartu yang sejalan dengan menambah suatu Standar Industri Arsitektur kartu ekspansi.(ISA adalah slot ekspansi yang paling umum di komputer saat ini).

• PCI

          PCI (Peripheral Component Interconnect) adalah bus yang di desain untuk menangani beberapa perangkat keras.Standar bus PCI ini dikembangkan oleh konsorsium PCI Special Interest Group yang dibentuk oleh Intrel Corporation dan beberapa perusahaan lainnya pada tahun 1992.Tujuan dibentuknya bus ini adalhg untuk menggantikan bus ISA/EISA yang sebelumnya digunakan dalam komputer IBM PC atau kompatibelnya

• AGP

          AGP (Accelerated Graphics Port) merupakan Bus cepat 32 bit yang khusus untuk kartu grafis/video.Berjalan pada kecepatan 66 MHz (AGP 1x),133 MHz (AGP 2x),266 MHz (AGP 4x), atau 533 MHz (AGP 8x) yang akan menghasilkan bandwith hingga sebesar 2,133 MB/det.AGP dihubungkan ke north-bridge atau memori controller hub pada chipset dan konektornya pada motherboard yang diwujudkan dalam bentuk slot AGP pada system yang mendukungnya dan umumnya berwarna coklat.

Kelemahan BUS Sistem

Kelemahan bus sistem adalah apabil abanyak terdapat perangkat I/O atau sistem memory yang dihubungkan ke BUS Data maka akan dapat menurunkan kinerja dari sistem keseluruhan,hal ini dikarenakan :

• Timbulnya Propagation delay
• Timbulnya permasalahan Bottleneck

Untuk mengatasi masalh tersebut maka dibuatlah beberapa arsitektur Bus dasar dengan tujuna untuk meningkatkan efisiensi sistem

Ada 2 Jenis Teknologi Bus Sistem :

1. Traditional Bus    : ISA-BUS
2. High Speed Bus    : PCI-BUS

• Traditional Bus (ISA-BUS)

Sifat-sifatnya yaitu :

1. Peripheral High-Speed (network,SCSI,Video,Graphic) dengan peripheral Low-Speed dikoneksikan pada expansion bus yang sama,sehingga kinerja bus toidak optimal
2. beban bu ssistem sangat berat,sehingga kinerjanya lambat
3. Traditional Bus ini merupakan sistem bus tunggal (Single Bus System) yang populer diterapkan pada jenis IBM-PC : 8088 era tahun 80 an

• High Speed Bus

sifat sifatnya yaitu :

1. High Speed bus yaitu bus berkecepatan tinggi untuk koneksi peripheral berkecepatan tinggi : Video,Graphic,Network,SCSI
2. Expansion Bus yaitu bus berkecepatan rendah untuk koneksi peripheral berkecepatan rendahSeperti : Modem,fax,Serial
3. Beban Sistem Bus menjadi lebih ringan sehingga kinerjanya menjadilebih cepat
4. Hogh Speed bus merupakan jenis bus ganda (Multi Bus)
5. Contohnya adalah PCI-BUS

STRUKTUR BUS

Sistem bus merupakan penghubung keseluruhan komponen komputer dalam menjalankan tugasnya.

untuk mencapai kecepatan operasi yang sesuai,komputer harus diorganisasi sehingga semua unitnya dapat menangani satu word data penuh pada waktu tertentu.Pada saat suatu word data ditransfer antar unit,semua bit nya ditransfer secara paralel yaitu bit tersebut sitransfer secara simultan melalui banyak kabel atau jalur,satru bit per jalur.Sekelompok jalur yang berfungsi sebagai jalanpenghubung untuk bebrapa peralatan disebut Bus.Selain jalur yang membawa sata,bus harus memliki jalur untuk alamat dan keperluan kontrol.

Cara yang paling sederhana untuk menginterkoneksikan unit fungsional adalah dengan menggunakan bus tunggal,karena bus tersebut hanya dapat digunakan untuk satu transfer pada satu waktu,maka hanya dua unit yang dapat secara aktif menggunakan bus tersebut pada tiap waktu tertentu.Jalurkontrol bus digunakan untuk mempertimbangkan banyak permintaan terhadap penggunaan bus

Sifat utama struktur bus tunggal adalah biaya rendah dan fleksibilitasnya pada pemasangna peralatan periferal.Sistem yang terdiri dari banyak bus mencapai konkurensi yang lebih dalam operasi dengna memungkinkan dua atau lebih transfer dilakukan pada waktu yang sama.Hal ini menuju kepada performa yang lebih baik tetapi dengan biaya yang lebih besar.

Peralatan yang terhubung ke bus yang sangat bervariasi dalam kecepatan operasinya.Beberapa peralatan elektromekanik,seperti keyboard dan printer,relatif lambat.Peralatan lain,seperti disk magnetik dan optik,dianggap lebih cepat.Memori dan unit processor beroperasi dengan kecepatan elektronik,menjadikannya sebagai bagian tercepat dalam komputer.Krena semua perlaatan tersebut harus berkomunikasi satu sama lain melalui bus,maka diperlukan mekanisme transfer efisien yang tidak dibatasi oleh peralatan yang lambat dan yang dpaat digunakan untuk memperkecil perbedaan timing antar processor,memori dan perlatan eksternal.

Pendekatan yang umum adalah denganmenyertakan register buffer pada peralatanyang menyimpan informasi selama transfer.Untuk mengilustrasikan teknik tersebut,perhatikanlah transfer karakter terencode dari processor ke printer karakter.Karena buffer adalah register elektronik,maka transfer tersebut memerlukan eaktu yang relatif sebentar.Pada saat buffer telah diload,printer dapat mulai mencetak tanpa intervensi lebih lanjut dari processor.Bus dan processor tidak lagi diperlukan dan dapat dibebaskan untuk aktivitas lain.Printer terus mencetak karakter yang terdapat dalam buffernya dan tidak tersedia untuk transfer selanjutnya hingga proses ini selesai.Jadi,register buffer memperhalus perbedaan timing antar processor,memori,dan peralatan I/O.Register buffer tersebut mencegah processor kecepatan tinggi terhalangi oleh perlatan I/O yang lambat selama suatu rangkaian transfer data.Hal ini memungkinkan processor untuk berpindah dengan cepat dari suatu peralatan ke peralatan lain,merangkaikan aktivitas pengolahannya dengan transfer data yang melibatkan perlaatan I/O.