Kineja I/O Bus (part 2)

Input Output Bus

1.  Bus

Prosesor, memori,  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 cara kerja berbagai perangkat yang terhubung ke bus yaitu kapan harus meletakkan informasi ke dalam bus, menyatakan sinyal kontrol, dan lain sebagainya. Sistem bus adalah penghubung bagi keseluruhan komponen komputer dalam menjalankan tugasnya, transfer data antar komponen komputer sangatlah mendominasi kerja suatu komputer. Untuk melakukan pekerjaan secara paralel dan program dijalankan secara multitasking menuntut sistem bus tidak hanya lebar tapi juga cepat.

Jalur bus yang  digunakan untuk  mentransfer  data  dapat dikelompokkan menjadi tiga tipe yaitu jalur data, alamat, dan kontrol. Sinyal kontrol bus  membawa informasi timing dan menetapkan waktu kapan prosesor dan perangkat I/O dapat meletakkan data pada bus atau menerima data dari bus. Dalam tiap operasi transfer data, satu perangkat memainkan peranan sebagai perangkat master dan merupakan perangkat yang menginisiasi transfer data dengan mengeluarkan perintah baca atau tulis sehingga perangkat ini dapat disebut initiator sementara perangkat yang dituju oleh master disebut sebagai slave atau target.

Secara umum klasifikasi transfer data melalui bus diklasifikasikan menjadi skema synchronous dan asynchronous.

                  1) Synchronous Bus

Dalam synchronous bus, semua  perangkat mendapatkan informasi timing dari jalur clock bersama. Pulsa  yang  berjarak  setara  pada jalur ini mendefinisikan interval waktu yang setara, dalam bentuk yang paling sederhana suatu synchronous bus tiap interval ini merupakan suatu bus cycle dimana terjadi satu transfer data.
2) Asynchronous Bus

Skema alternatif untuk mengontrol transfer data pada bus berdasarkan pada penggunaan handshake antara master dan slave. Keuntungan  utama bus asynchronous adalah proses handshake menghilangkan kebutuhan sinkronisasi clock sender dan receiver, sehingga menyederhanakan desain timing

   2.     Struktur Bus

 Komputer merupakan gabungan dari CPU, memori dan perangkat I/O yang saling berkomunikasi, kumpulan lintasan atau saluran berbagai modul disebut struktur interkoneksi dimana rancangan struktur interkoneksi sangat bergantung pada jenis dan karakteristik pertukaran datanya. Bus merupakan lintasan komunikasi yang menghubungkan dua atau lebih modul komputer. Sifat penting dan merupakan syarat utama adalah bus adalah media transmisi yang dapat digunakan bersama oleh sejumlah perangkat yang terhubung padanya. 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. 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. Secara umum fungsi saluran bus dikategorikan dalam tiga bagian, yaitu saluran data, saluran alamat dan saluran kontrol.

1) Saluran Data

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.

2) Saluran Alamat

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

3) Saluran Kontrol

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 sinyalsinyal perintah. Sinyal pewaktuan menandakan validitas data dan alamat, sedangkan sinyal perintah berfungsi membentuk suatu operasi.

3. Jenis-Jenis Bus

        ·        Dedicated Bus, yaitu bus yang khusus menyalurkan data tertentu, misalnya paket         data saja, atau alamat saja

        ·        Multiplexed Bus, yaitu bus menyalurkan informasi yang berbeda baik data,                  alamat maupun sinyal kontrol dengan metode mulipleks data.

    Keuntungan mulitiplexed bus adalah hanya memerlukan saluran sedikit sehingga dapat menghemat tempat, namun kerugiannya adalah kecepatan transfer data menurun dan diperlukan mekanisme yang komplek untuk mengurai data yang telah dimulitipleks.

 Jenis bus antarmuka yang beredaran dipasaran

·        Bus ISA

bus ISA (Industry Standar Architecture), yang pada dasarnya adalah bus PC/AT yang beroperasi pada 8,33 MHz. Keuntungannya adalah bahwa pendekatan ini tetap mempertahankan kompatibilitas dengan mesin-mesin dan kartukartu yang ada. Pendekatan ini juga didasarkan pada sebuah bus yang telah dilisensikan secara bebas oleh IBM kepada banyak perusahaan dalam rangka untuk menjamin bahwa sebanyak mungkin pihak ketiga dapat memproduksi kartu-kartu untuk PC pertama, sesuatu yang kembali menghantui IBM

·        Bus PCI

Bus PCI merupakan sistem bus yang muncul dari kebutuhan standarisasi. Bus tersebut mendukung fungsi yang terdapat dalam bus prosesor tetapi dalam format terstandarisasi 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. 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, dan perangkat lunak akan menangani bagian selanjutnya. Standard PCI adalah 64 saluran data pada kecepatan 33 MHz, laju transfer data 264 MB per detik atau 2,112 Gbps. Keunggulan PCI tidak hanya pada kecepatannya saja tetapi murah dengan keping yang sedikit

·        Bus USB

tujuh vendor komputer (Compaq, DEC, IBM, Intel, Microsoft, NEC, dan Northern Telecom) bersamasama merancang bus untuk peralatan I/O berkecepatan rendah. Standard yang dihasilkan dinamakan Universal Standard Bus (USB). 

Bandwidth total USB adalah 1,5 MB per detik (lowspeed) dan 12 MB per detik (fullspeed). Bandwidth 1,5 MB per detik sudah mencukupi peralatan I/O berkecepatan rendah seperti keyboard, mouse, scanner, telepon digital, printer, dan sebagainya. Kabel pada bus terdiri dari 4 kawat, 2 untuk data, 1 untuk power (+5 volt), dan 1 untuk ground. Sistem pensinyalan mentransmisikan sebuah bilangan nol sebagai transisi tegangan dan sebuah bilangan satu bila tidak ada transmisi tegangan

·        Bus SCSI

Small Computer System Interface (SCSI) adalah perangkat peripheral eksternal yang dipopulerkan oleh macintosh pada tahun 1984. SCSI merupakan interface standard untuk drive CDROM, peralatan audio, hard disk, dan perangkat penyimpanan eksternal berukuran besar. SCSI menggunakan interface paralel dengan 8, 16, atau 32 saluran data.

Perangkat SCSI memiliki dua buah konektor, yaitu konektor input dan konektor output. Seluruh perangkat berfungsi secara independen dan dapat saling bertukar data misalnya hard disk dapat mem-back up diri ke tape drive tanpa melibatkan prosesor

·        Bus P1394 / fire wire

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.  





pertanyaan.!

1.     jelaskan peranan dari bus input output !

Perangkat I/O diperlukan karena ada beberapa hal yang menjadi latar belakangnya. Hal yang pertama yaitu karena adanya variasi lebar dari perangkat peripherals. Variasi ini dapat meyebabkan adanya perbedaan jumlah data yang di kirim, kemudian kecepatan dalam mengirim data yang berbeda, dan yang terakhir yaitu karena terdapat format data yang berbeda. I/O diperlukan karena semua peripherals lebih lambat dari CPU dan RAM sehingga tidak mampu untuk mengimbangi kecepatan daripada CPU dan RAM. Dengan alas an tersebut maka dibutuhkan perangkat I/O yang berfungsi sebagai alat penghubung ke CPU dan memory dengan menggunakan fasilitas BUS System atau dengan switch sentral. Selain sebagai alat penghubung ke CPU dan memory, I/O juga berfungsi sebagai penghubung ke satu perangkat peripherals atau lebih dengan menggunakan link data tertentu.

            2.     jelaskan perbadaan antara bus asynchronous dan synchronous ! 

Synchronous

proses pengirim dan penerima yang diatur sedemikian rupa sehingga memiliki pengaturan yang sama, sehingga dapat diterima dan dikirim dengan baik. umumnya pengaturan ini didasarkan pada waktu dalam mengirimkan sinyal.  waktu ini diatur oleh denyut listrik secara periodik yang disebut clock . dengan kata lain synchronous adalah sistem operasi untuk kejadian yang terjadi pada waktu bersamaan, berkelanjutan dan dapat diprediksi. contoh: chating.

Asynchronous

proses komunikasi data yang tidak tergantung dengan waktu yang tetap. proses transformasi data kecepatanya, cukup relatif dan tidak tetap. metode komunikasi serial dari satu perangkat ke perangkat lainnya. data dikirimkan perbit persatuan waktu. tiap simbol yang dikirimkan mempunyai start bit dan stop bit, untuk melakukan sinkronisasi dari suatu device pengirim dan penerima. interval yang terjadi antar satu karakter dengan karakter lainnya dapat bervariasi.  asynchronous merupakan operasi yang tidak bergantung waktu.

             3.     sebutkan berbagai jenis bus yang sering digunakan !

·        bus ISA

·        bus USB

·        bus PCI

·        bus EISA

·        bus SCSI

·        bus AGP

4.     jelaskan fungsi dari 3 bagian saluran bus !

·        Data Bus :
- Berfungsi untuk mentransfer data, membawa data dari dan       ke perangkat atau periferal
- Terdiri atas beberapa jalur penghantar, 8, 16, 32 bahkan 64 bahkan lebih jalur paralel
- Data ditransmisikan dalam dua arah, yaitu dari CPU atau mikroprosesor ke unit memori atau modul I/O dan sebaliknya.
- Semakin lebar bus maka semakin besar data yang dapat ditransfer sekali waktu.

·         Control Bus:
- Berfungsi untuk mensinkronkan proses penerimaan dan pengiriman data.
- Untuk mengatur memori atau port agar siap ditulis atau dibaca.
- Sinyal Kontrol: RD, WR, IO/M
- Sinyal Read dan write : untuk mengakses data ke dan dari perangkat

·        Address Bus:
- membawa informasi untuk mengetahui lokasi suatu perangkat atau periferal
- Untuk memilih lokasi memori atau port yang akan ditulis atau dibaca
- Untuk menentukan rute data, bersumber dari mana, tujuannya ke mana.
- Bersifat searah, cpu memberikan alamat yang bertujuan untuk menentukan periferal mana yang dituju. Contoh memori mana yang dituju atau I/O mana yang dituju.
- Semakin besar bus alamat, akan semakin banyak range lokasi yang dapat dialamati.
- Jumlah alamat yang dapat dituju pada Bus alamat adalah sebanyak 2n. n jumlah jalur Bus alamat.