BUS KOMPUTER - Mercu Buana Yogya
Transcript of BUS KOMPUTER - Mercu Buana Yogya
BUS KOMPUTER
Di susun oleh :
Yulius Ardi (10111033)
Purnomo (10111001)
Samih atif (10111016)
Agus tiawan (10111032)
Candra Gunawan (09112075)
Pengertian bus komputer
Bus komputer adalah sebuah subsistem yang mentransfer data atau listrik antar komponen komputer di dalam sebuah komputer atau antar komputer. secara logika bus komputer dapat menghubungkan beberapa alat dalam satu set kabel yang sama. Setiap bus mendefinisikan set konektor ke alat colok fisik, kartu, atau kabel bersamaan.
Cara kerja system bus
Setiap bus merupakan jalur data antara beberapa device yang berbeda.
RAM, Prosesor, VGA dihubungkan oleh bus utama berkecepatan tinggi yang lebih dikenal dengan nama FSB (Front Side Bus).
Sementara perangkat lain yang lebih lambat dihubungkan oleh bus yang berkecepatan lebih rendah yang terhubung dengan bus lain yang lebih cepat sampai ke bus utama. Untuk komunikasi antar bus ini digunakan sebuah bridge.
struktur bus
Dalam sebuah bus terdapat 50-100 saluran yang terisah. Masing-masing saluran di tandai dengan arti dan fungsi yang berbeda. Walau pun terdapat sejumlah bus yang berlainan, fungsi saluran bus dapat diklasifikasikan menjadi 3 kelompok yaitu :
1 Saluran data
2 Saluran alamat
3 saluran kntrol
Selain saluran-saluran di atas terdapat juga saluran distribusi daya yang yang memberikan kebutuhan daya bagi modul yang terhubung.
1 saluran data Saluran data memberikan lintasan bagi perpindahan data antara dua modul sistem. Saluran ini secara kolektif disebut bus data. 2 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 3 saluran data Saluran kontrol digunakan untuk mengntrol akses ke saluran alamat dan penggunaan data dan saluran alamat. Karena data dan saluran alamat dipakai bersama oleh seluruh komponen, maka harus ada alat untuk mengontrol penggunaannya
Contoh-contoh bus
- PCI
- ISA
- USB
- SCSI
- FIREWIRE
- dll
- Bus PCI Peripheral Component Interconect (PCI) adalah bus yang tidak tergantung prosesor dan berfungsi sebagai bus mezzanine atau bus peripheral, Standar PCI adalah 64 saluran data pada kecepatan 33MHz - Bus ISA Industry Standar Architecture(IsA) adalah bus PC/AT yang beroperasi pada 8,33 MHz - USB Universal Standard Bus (USB) adalah bus yang dirancang untuk peralatan I/O yang berkecepatan rendah - SCSI Small Computer System Interface (SCSI) adalah perangkat peripheral eksternal, SCSI merupakan interface standar untuk drive CD-ROM, peralatan audio, disk, dan perangkat penyimpanan eksternal berukuan besar.
- FIREWIRE Firewire adalah bus performance tinggi, memiliki kelebihan dibandingkan dengan interface I/O lainnya, yaitu sangat cepat, murah, dan mudah untuk di implementasikan, kelebihan lain nya adalah pengunaan transmisi serial sehingga tidak memerlukan banyak kabel
9
Fungsi Control Unit
Untuk setiap operasi disediakan kode yang unik
Contoh: ADD, MOVE
Bagian hardware tertentu menerima kode tersebut kemudian menghasilkan sinyal-sinyal kendali
10
Komponen yang diperlukan
Control Unit (CU) dan Arithmetic and Logic Unit (ALU) membentuk Central Processing Unit (CPU)
Data dan instruksi harus diberikan ke sistem dan dikeluarkan dari sistem
Input/output
Diperlukan tempat untuk menyimpan sementara kode instruksi dan hasil operasi.
Main memory
11
Siklus Instruksi
Two steps:
Fetch
Execute
12
Fetch Cycle
Program Counter (PC) berisi address instruksi berikutnya yang akan diambil
Processor mengambil instruksi dari memory pada lokasi yang ditunjuk oleh PC
Naikkan PC
Kecuali ada perintah tertentu
Instruksi dimasukkan ke Instruction Register (IR)
Processor meng-interpret dan melakukan tindakan yang diperlukan
13
Execute Cycle
Processor-memory
Transfer data antara CPU dengan main memory
Processor I/O
Transfer data antara CPU dengan I/O module
Data processing
Operasi arithmetic dan logical pada data tertentu
Control
Mengubah urutan operasi
Contoh: jump
Kombinasi diatas
14
Interrupt
Suatu mekanisme yang disediakan bagi modul-modul lain (mis. I/O) untuk dapat meng-interupsi operasi normal CPU
Program
Misal: overflow, division by zero
Timer
Dihasilkan oleh internal processor timer
Digunakan dalam pre-emptive multi-tasking
I/O
dari I/O controller
Hardware failure
Misal: memory parity error
15
Connection
Semua unit harus tersambung
Unit yang beda memiliki sambungan yang beda
Memory
Input/Output
CPU
16
Memori Connection
Menerima dan mengirim data
Menerima addresses
Menerima sinyal kendali
Read
Write
Timing
17
Input/Output Connection
Serupa dengan sambungan memori
Output
Menerima data dari computer
Mengirimkan data ke peripheral
Input
Menerima data dari peripheral
Mengirimkan data ke computer
18
Input/Output Connection
Menerima sinyal kendali dari computer
Mengirimkan sinyal kendali ke peripherals
Contoh: spin disk
Menerima address dari computer
Contoh: nomor port
Mengirimkan sinyal interrupt
19
CPU Connection
Membaca instruksi dan data
Menuliskan data (setelah diproses)
Mengirimkan sinyal kendali ke unit-unit lain
Menerima (& menanggapi) interrupt
20
Bus
Ada beberapa kemungkinan interkoneksi sistem
Yang biasa dipakai: Single Bus dan multiple BUS
PC: Control/Address/Data bus
DEC-PDP: Unibus
21
Bus
Jalur komunikasi yang di-Share untuk menghubungkan beberapa device
Biasanya menggunakan cara broadcast
Seringkali dikelompokkan
Satu bus berisi sejumlah kanal (jalur)
Contoh bus data 32-bit berisi 32 jalur
Jalur sumber tegangan biasanya tidak diperlihatkan
22
BUS Sistem
Sebuah Bus yang menghubungkan komponen-komponen utama komputer
Komponen utama komputer :
CPU
Memori
I/O
23
ORGANISASI BUS
Jalur Kontrol
Berisi signal request dan sinyal acknowledgements
Mengindikasikan tipe informasi pada jalur data.
Jalur Data
Membawa informasi antara sumber dan tujuan data dan alamat dan perintah-perintah kompleks
24
MASTER VS SLAVE
Suatu transaksi bus meliputi 2 komponen
- Mengeluarkan perintah dan alamat – request
(permintaan)
- Memindahkan data – action (tindakan)
Master :
Bus yang memulai transaksi bus dengan cara
- Mengeluarkan perintah dan alamat
Slave :
Bus yang bereaksi terhadap alamat dengan cara
- Mengirimkan data kepada master jika master meminta data
- Menerima data dari master jika master mengirim data
25
STRUKTUR BUS
Data Bus
Membawa data
~ Tidak dibedakan antara “data” dan “instruksi”
Lebar jalur menentukan performance
~ 8, 16, 32, 64 bit
26
STRUKTUR BUS
Address Bus
Menentukan asal atau tujuan dari data
Misalkan CPU perlu membaca instruksi (data) dari memori pada lokasi tertentu
Lebar jalur menentukan kapasitas memori maksimum dari sistem
Contoh 8080 memiliki 16 bit address bus maka ruang memori maksimum adalah 64k
27
STRUKTUR BUS
Control Bus
Mengontrol akses ke saluran alamat dan penggunaan data dan saluran alamat.
Informasi kendali dan timing
~ Sinyal read/write memory (MRD/MWR)
~ Interrupt request (IRQ)
~ Clock signals (CK)
28
Skema Interkoneksi Bus
29
Bentuk Fisik
Bagaimana bentuk fisik bus?
Jalur-jalur parallel PCB
Ribbon cables
Strip connectors pada mother boards
contoh PCI
Kumpulan kabel
30
Problem pada Single Bus
Banyak devices pada bus tunggal menyebabkan:
Propagation delays
~ Jalur data yg panjang berarti memerlukan koordinasi pemkaian shg berpengaruh pada performance
~ If aggregate data transfer approaches bus capacity
Kebanyakan sistem menggunakan multiple bus
31
Bus Traditional (ISA) (menggunakan cache)
32
High Performance Bus
Jenis-jenis bus
Jenis bus di bagi menjadi 2 yaitu Dedicated bus dan multiplexed :
- Dedicated bus
Bus jenis ini adalah bus yang khusus menyalurkan data tertentu saja, contohnya paket data saja, atau alamat saja.
Keuntungan :
Throughtput yang tinggi, karena kemacetan
lalulintas kecil
Kerugian :
meningkatnya ukuran dan biaya sistem
34
- Multiplexed
Bus yang di lalui informasi yang berbeda- beda baik data, alamat, dan sinyal kontrol dengan metode multiplkeks data
Keuntungan :
Memerlukan saluran yang lebih sedikit,
menghemat ruang dan biaya
Kerugian :
Diperlukan rangkaian yang lebih kompleks untuk
setiap modul
35
Arbitrasi Bus
Menugaskan sebuah perangkat, CPU atau I/O bertindak sebagai master
Beberapa modul mengendalikan bus
contoh CPU dan DMA controller
Setiap saat hanya satu modul yg mengendalikan
Arbitrasi bisa secara centralised atau distributed
36
1. Tersentralisasi
Pengontrol bus atau arbitrer bertanggung jawab atas alokasi waktu pada BUS
Ada satu hardware device yg mengendalikan akses bus
Bus Controller
Arbitrer
Bisa berupa bagian dari CPU atau terpisah
37
2. Terdistribusi
Modul-modul bekerja sama untuk memakai BUS bersama-sama
Setiap module dapat meng-klaim bus
Setiap modules memiliki Control logic
38
Timing
Koordinasi event pada bus
Cara terjadinya event dikoordinasikan pada BUS
1. Synchronous
Terjadinya event pada bus ditentukan oleh sebuah clock.
2. Asynchronous
Terjadinya event bus mengikuti dan tergantung pada event sebelumnya.
39
Lebar BUS
1. Address
Lebar bus alamat mempengaruhi kapasitas.
Semakin lebar bus alamat, semakin besar range lokasi yang dapat direferensi
2. Data
Lebar bus data, mempengaruhi kinerja sistem
Semakin lebar bus data, semakin besar bit yang dapat ditransfer pada suatu waktu
40
Jenis Transfer Data 1. Read
Slave menaruh data pada bus data begitu slave mengetahui alamat dan mengambil datanya
2. Write
Master menaruh data pada bus data begitu alamat
stabil dan slave mempunyai kesempatan untuk mengetahui alamat
3. Read modify Write
Operasi Read yang diikuit operasi Write ke alamat yang sama
Tujuan untuk melindungi sumber daya memori yang dapat dipakai bersama di dalam multiprogramming
41
4. Read after Write
Operasi yang tidak dapat dibagi yang berisi operasi Write diikuti operasi Read dari alamat yang sama
5. Blok
Sebuah siklus alamat diikuti oleh n siklus data
42
TIPE-TIPE BUS
BUS ISA
Bus ISA (Industry Standard Architecture) adalah
sebuah bus PC/AT (16 bit) yang beroperasi pada
8,33 MHz
BUS PCI
Bus PCI (Peripheral Component Interconnect bus)
Bus yang beroperasi pada kecepatan 33 MHz
BUS Seri Universal
Sebuah bus standart yang disepakati bersama oleh tujuh perusahaan untuk digunakan pada peralatan
berkecepatan rendah
43
Bus PCI
Peripheral Component Interconnection
Dikeluarkan oleh Intel sebagai public domain
32 atau 64 bit
50 Jalur
44
Jalur pada Bus PCI (yg harus)
Jalur System
~ clock and reset
Address & Data
~ 32 jalur multiplex address/data
~ Jalur validasi
Interface Control
Arbitrasi
~ Not shared
~ Direct connection to PCI bus arbiter
Error lines
45
Jalur Bus PCI (Optional)
Interrupt lines
~ Not shared
Cache support
64-bit Bus Extension
~ Additional 32 lines
~ Time multiplexed
~ 2 lines to enable devices to agree to use 64-bit transfer
JTAG/Boundary Scan
~ For testing procedures
Terima Kasih