ORGANISASI KOMPUTER SISTEM BUS MATA KULIAH:

Transkripsi

1 MATA KULIAH: ORGANISASI KOMPUTER SISTEM BUS PRODI PENDIDIKAN TEKNIK INFORMATIKA DAN KOMPUTER JURUSAN PENDIDIKAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI MAKASSAR 2011 BY: AYU ANGGRIANI H_

2 CREATED BY: AYU ANGGRIANI H PTIK A 2009 BY: AYU ANGGRIANI H_

3 Prosessor, memori utama dan perangkat I/O dapat diinterkoneksikan dengan menggunakan bus bersama yang fungsi utamanya adalah menyediakan jalur komunikasi untuk transfer data. Bus tersebut menyertakan jalur yang diperlukan untuk mendukung interrupt dan arbitration. Protokol bus adalah set aturan yang mengatur kelakuan berbagai perangkat yang terhubung ke bus yaitu kapan harus meletakkan informasi ke dalam bus, menyatakan sinyal control dan lain sebagainya. BY: AYU ANGGRIANI H_

4 Beberapa sistem bus yang terdapat pada komputer, yaitu: A. Synchronous Bus B. Asynchronous Bus C. Sirkuit Antar Muka D. Antar Muka Input Output Standar 1. Bus Peripheral Component Interconnect (PCI) 2. Bus SCSI (Small Computer System Interface) 3. Universal Serial Bus (USB) BY: AYU ANGGRIANI H_

5 Dalam synchronous bus, semua perangkat mendapatkan informasi timing dari jalur clock bersama. Pulsa yang berjarak setara pada jalur ini mendefinisikan waktu yang setara. Dalam bentuk yang paling sederhana suatu synchronous bus, tiap interval ini merupakan suatu bus cycle dimana satu transfer data. Skema semacam itu diilustrasikan pada gambar berikut, jalur alamat dan data ada gambar. BY: AYU ANGGRIANI H_

6 BY: AYU ANGGRIANI H_

7 SYNCHRONOUS BUS Transfer Multiple-Cycle Skema yang di deskripsikan pada gambar tersebut menghasilkan desain sederhana untuk antar muka perangkat. Akan tetapi, skema tersebut memiliki beberapa keterbatasan. Untuk megatasi keterbatasan ini, kebanyakan bus menggabungkan sinyal kontrol yang menyatakan respon dari perangkat tersebut. Sinyal ini memberitahu master bahwa slave telah mengenali alamatnya dan telah siap untuk berpartisipasi dalam operasi data transfer. Bus tersebut juga memungkinkan untuk mengatur durasi periode data transfer untuk menyesuaikan dengan kebutuhan perangkat yang berpartisipasi. BY: AYU ANGGRIANI H_

8 Pada asynchronous bus untuk mengontrol transfer data pada bus berdasar pada penggunaan handshake antara master dan slave. Konsep handshake adalah generealisasi dari ide sinyal Slave-ready. Clock umum digantikan dengan dua jalur control timing, Master-ready dan Slave-ready. Yang pertama dinyatakan oleh master untuk mengindikasikan telah siap melakukan transaksi, dan yang kedua adalah respon dari Slave. BY: AYU ANGGRIANI H_

9 Pilihan pada suatu desain tertentu melibatkan pertukaran antara berbagai faktor seperti: 1. Kesederhanaan antar muka perangkat. 2. Kemampuan untuk mengakomodasi antar muka perangkat yang menyatakan jumlah jeda yang berbeda. 3. Waktu total yang diperlukan untuk transfer bus. 4. Kemampuan untuk mendeteksi error yang dihasilkan dari pengalamatan perangkat yang tidak ada atau dari kegagalan antar muka. BY: AYU ANGGRIANI H_

10 Suatu antar muka I/O terdiri dari sirkuit yang diperlukan untuk menghubungkan perangkat I/O ke bus computer, pada satu sisi antar muka kita memiliki sinyal bus untuk alamat, data, dan kontrol. Pada sisi yang lain kita memiliki jalur data dengan kontrol yang sesuai untuk mentransfer data antar muka dan perangkat I/O. Sisi ini disebut port, yang diklasifikasikan sebagai port paralel dan serial. BY: AYU ANGGRIANI H_

11 Dalam hal port paralel, koneksi antar perangkat dan komputer menggunakan konektor multiple-pin dan kabel dengan banyak kawat, biasanya diatur dalam konfigurasi datar. Sirkuit pada kedua ujung relative sederhana, karena tidak ada kebutuhan untuk mengkovensi antara format serial dan paralel. Pengaturan ini cocok untuk perangkat yang secara fisik dekat dengan computer. Untuk jarak jauh, persoalan timing skew yang disebutkan sebelumnya membatasi kecepatan penggunaan data. Format serial lebih mudah dan cost-effective dengan memerlukan kabel yang lebih panjang BY: AYU ANGGRIANI H_

12 1. Bus Peripheral Component Interconnect (PCI) Bus PCI adalah contoh yang baik dari sistem bus yang muncul dari kebutuhan standarisasi. Bus tersebut mendukung fungsi yang terdapat dalam bus prosesor tetapi dalam format tersetandarisasi yang lepas dari prosesor tertentu. Perangkat yang terkoneksi ke Bus PCI tampak bagi prosesor seakan dihubungkan secara langsung ke BUS prosesor. Perangkat tersebut diberi alamat dalam ruang alamat memori pada prosesor. BY: AYU ANGGRIANI H_

13 Fitur penting yang dirintis oleh PCI adalah kemampuan Plug-and-Play untuk menghubungkan perangkat I/O. untuk menghubungkan perangkat baru, user cukup menghubungkan board antar muka perangkat ke bus tersebut. Software menangani bagian selanjutnya. BY: AYU ANGGRIANI H_

14 Transfer Data Bus mendukung tiga ruang alamat mandiri:memory, I/O, dan konfigurasi. Dua yang pertama adalah self explanatory. Ruang alamat I/O dimaksudkan untuk penggunaan dengan prosesor, seperti pentium, yang memiliki ruang alamat I/O terpisah BY: AYU ANGGRIANI H_

15 CLK FRAME# ADD C/BE# Nama IRDY#, TRDY# DEVSEL# Fungsi Clock 33-MHz atau 66-MHz. Dikirm oleh initiator untuk mengindikasikan durasi suatu transaksi. 32 jalur alamat/data, yang dapat secara opsional ditingkatkan ke jalur perintah/byte-enable (8 untuk bus 64-bit). Sinyal initiator-ready dan target-ready. Respon dari perangkat yang mengindikasikan bahwa telah mengenali alamatnya dan siap untuk transaksi transfer data. Initialization Device select. IDSEL# BY: AYU ANGGRIANI H_

16 Konfigurasi Perangkat Pada saat perangkat I/O dihubungkan dengan suatu computer, beberapa aksi diperlukan untuk mengkonfogurasi perangkat dan software yang berkomunikasi dengannya. Perangkat tersebut diberi alamat selama proses inisialisasi. Hal ini berarti selama operasi konfigurasi bus, perangkat tidak dapat diakses berdasarkan alamatnya, seakan perangkat tersebut belum memiliki alamat. Karenanya, ruang alamat konfigurasi menggunakan mekanisme yang berbeda. BY: AYU ANGGRIANI H_

17 Karakteristik Elektrik Bus PCI telah didefinisikan untuk beroperasi dengan suplai daya 5 atau 3.3 V. Motherboard mungkin didesain untuk beroperasi dengan kedua system signaling tersebut. Konektor pada board ekspansi didesain untuk memastikan bahwa konektor tersebut dapat dicolokkan hanya pada motherboard yang kompatibel. BY: AYU ANGGRIANI H_

18 2. Bus SCSI (Small Computer System Interface) Standar bus SCSI telah mengalami banyak revisi, dan kemampuan transfer data telah meningkat sangat besar, hampir dua kali setiap tahun. SCSI-2 dan SCSI-3 telah didefinisikan dan masingmasing memiliki beberapa opsi. Bus SCSI memiliki 8 jalur data yang disebut narrow bus dan mentransfer data 1 byte pada satu waktu. Sebagai alternatif, bus wide SCSI memiliki 16 jalur data dan mentransfer data 16 bit pada satu waktu. BY: AYU ANGGRIANI H_

19 Sinyal Bus Sekarang kita mendeskripsikan operasi bus SCSI dari sudut pandang hardware. Sinyal bus diringkas pada Tabel 2 (ada pada copyan makalah). Arbitration Bus bebas pada saat sinyal BSY berada pada keadaan inactive (highvoltage). Kontroler apapun dapat merequest penggunaan bus tersebut pada saat bus tersebut berada dalam keadaan ini karena dua atau lebih kontroler dapat menghasilkan riquest pada saat yang sama, maka harus diterapkan skema arbitration. Kontroler me-request bus tersebut dengan menyatakan sinyal-bsy dan dengan menyatakan jalur data yang berhubungan dengannya untuk mengidentifikasi dirinya. BY: AYU ANGGRIANI H_

20 Selection Kontroler target yang dipilih merespon dengan menyatakan BSY. Hal ini menunjukkan pada initiator bahwa koneksi yang di-request telah terbentuk, sehingga initiator dapat menghapus alamat dari jalur data. Proses selection telah selesai dan kontroler target (kontroler 5) menyatakan BSY. Dari titik ini, kontroler 5 memiliki bus control, sebagaimana diperlukan untuk fase transfer informasi. Transfer Informasi Informasi yang ditranfer antara dua kontroler dapat berisi perintah dari initiator ke target, respon status dari target ke initiator, atau data yang sedang ditransfer kea tau dari perangkat I/O. BY: AYU ANGGRIANI H_

21 Reselection Pada saat koneksi logika ditangguhkan dan taget siap untuk memulihkannya, maka target harus terlebih dahulu memperoleh control bus. Target memulia siklus arbitration, dan setelah memenangkan arbitration, target memilih kontroler initiator dengan cara yang tepat sama dengan yang dideskripsikan diatas. Tetapi dengan peranan target dan initiator dibalik, initiator sekarang menyatakan BSY. BY: AYU ANGGRIANI H_

22 3. Universal Serial Bus Universal Serial Bus (USB) adalah standar bus serial untuk perangkat penghubung, biasanya kepada computer namun juga digunakan di peralatan lainnya seperti kontrol permainan, ponsel dan PDA. Sinergi antara komputer dan komunikasi adalah jantung revolusi teknologi informasi saat ini. Sistem komputer modern tampaknya melibatkan berbagai variasi perangkat seperti keyboard, mikrofon, kamera, speaker dan perangkat display. Batasan Port Port paralel dan serial menyediakan titik koneksi general-purpose yang dapat digunakan untuk menghubungkan berbagai perangkat dari low- hingga medium-speed ke komputer. BY: AYU ANGGRIANI H_

23 Karakteristik Perangkat Jenis perangkat yang dapat dihubungkan ke komputer meliputi fungionalitas dalam skala luas. Batasan kecepatan, volume, dan timing berhubungan dengan transfer data ke dan dari perangkat semacam itu sangat bervariasi. Plug-and-Play Dengan komputer menjadi bagian dari kehidupan sehari-hari, keberadaannya menjadi semakin transparan. Fitur plug-and-play berarti bahwa perangkat baru, seperti speaker tambahan dapat dihubungkan kapanpun pada saat system beroperasi. Arsitektur USB Pembahasan di atas menunjuk pada kebutuhan akan sistem interkoneksi yang menggabungkan biaya renda, fleksibilitas, dan bandwidth data-transfer yang tinggi. (Makalah) BY: AYU ANGGRIANI H_

24 Pengalamatan Pada pembahasan operasi input dan output sebelumnya, kita menjelaskan bahwa perangkat I/O biasanya diidentifikasi dengan menetapkan alamat memori yang unik untuknya. Sebenarnya, suatu perangkat biasanya memiliki beberapa lokasi addressable untuk meng-enable software mengirim dan menerima informasi kontrol dan status dan untuk mentransfer data. Protokol USB Semua informasi yan ditransfer melalui USB diatur di dalam paket, dimana suatu paket terdiri dari satu atau lebih byte informasi. Terdapat banyak tipe paket yang melakukan berbagai fungsi kontrol. Informasi yang ditransfer pada USB dapat dibagi menjadi dua kategori besar: a) Paket kontrol. b) Paket data. BY: AYU ANGGRIANI H_

25 BY: AYU ANGGRIANI H_ transmisi yang berbeda. Isochronous Traffic pada USB Salah satu tujuan utama USB adalah mendukung transfer data isochronous, seperti sampled voice, dalam cara sederhana. Perangkat yang menghasilkan atau menerima data isochronous memerlukan referensi waktu untuk mengontrol proses sampling. Untuk menyediakan referensi ini, transmisi melalui USB dibagi dalam frame dengan panjang yang setara. Karakteristik Elektrik Karakteristik elektrik yang digunakan untuk koneksi USB terdiri dari empat kawat. Dua digunakan untuk membawa daya, +5V dan Ground. Sehingga, hub atau perangkat I/O dapat langsung mendapat daya dari bus atau memiliki koneksi daya eksternal sendiri. Dua kawat yang lain digunakan untuk membawa data. Skema signaling yang berbeda digunakan untuk kecepatan

26 SEMOGA BERMANFAAT BY: AYU ANGGRIANI H_