BAB VII
SISTEM BUS
SUB BAB STRUKTUR INTERKONEKSI
Komputer tersusun atas beberapa komponen penting seperti CPU, memori,
perangkat I/O. Setiap komponen saling berhubungan membentuk kesatuan fungsi.
Sistem bus adalah penghubung bagi keseluruhan komponen komputer dalam
menjalankan tugasnya. Transfer data antar komponen komputer sangatlah
mendominasi kerja suatu komputer. Data atau program yang tersimpan dalam memori
dapat diakses dan dieksekusi CPU melalui perantara bus, begitu juga kita dapat
melihat hasil eksekusi melalui monitor juga menggunakan sistem bus.
Era saat ini memerlukan saluran data atau bus yang handal. Kecepatan
komponen penyusun komputer tidak akan berarti kalau tidak diimbangi kecepatan
dan manajemen bus yang baik. Trend mikroprosesor saat ini adalah melakukan
pekerjaan secara paralel dan program dijalankan secara multitasking menuntut
sistem bus tidak hanya lebar tapi juga cepat.
Dalam bab ini akan kita pelajari bagaimana interkoneksi komponen sistem
komputer dalam menjalankan fungsinya, interkoneksi bus dan juga pertimbangan –
pertimbangan perancangan bus. Bagian akhir akan disajikan contuh – contoh bus
yang berkembang saat ini.
STRUKTUR INTERKONEKSI
Komputer tersusun atas komponen – komponen atau modul – modul (CPU,
memori dan I/O) yang saling berkomunikasi. Kompulan lintasan atau saluran
berbagai modul disebut struktur
interkoneksi. Rancanagan struktur interkoneksi sangat bergantung pada jenis
dan karakteristik pertukaran datanya.
Gambar 7.1 menyajikan jenis pertukaran data yang diperlukan oleh modul –
modul penyusun komputer :
- Memori :
Memori umumnya terdiri atas N word memori dengan panjang yang sama.
Masing – masing word diberi alamat numerik yang unik (0, 1, 2, …N-1). Word
dapat dibaca maupun ditulis pada memori dengan kontrol Read dan Write. Lokasi
bagi operasi dispesifikasikan oleh sebuah alamat.
- Modul I/O :
Operasi modul I/O adalah pertukaran data dari dan ke dalam komputer.
Berdasakan pandangan internal, modul I/O dipandang sebagai sebuah memori dengan
operasi pembacaan dan penulisan. Seperti telah dijelaskan pada bab 6 bahwa
modul I/O dapat mengontrol lebih dari sebuah perangkat peripheral. Modul I/O
juga dapat mengirimkan sinyal interrupt.
- CPU :
CPU berfungsi sebagai pusat pengolahan dan eksekusi data berdasarkan
routine – routine program yang diberikan padanya. CPU mengendalikan seluruh
sistem komputer sehingga sebagai konsekuensinya memiliki koneksi ke seluruh
modul yang menjadi bagian sistem komputer.
Gambar 7.1 Modul – modul komputer
Dari jenis pertukaran data yang diperlukan modul – modul komputer, maka
struktur interkoneksi harus mendukung perpindahan data berikut :
- 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 membaca data dari
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.
Sampai saat ini terjadi perkembangan struktur interkoneksi, namun yang
banyak digunakan saat ini adalah sistem bus. Sistem bus ada yang digunakan
secara tunggal dan ada secara jamak, tergantung karakteristik sistemnya.
INTERKONEKSI BUS
Bus merupakan lintasan komunikasi yang menghubungkan dua atau lebih
komponen komputer. Sifat penting dan merupakan syarat utama adalah bus adalah
media transmisi yang dapat digunakan bersama oleh sejumlah perangkat yang
terhubung padanya.
Karena digunakan bersama, diperlukan aturan main agar tidak terjadi
tabrakan data atau kerusakan data yang ditransmisikan. Walaupun digunakan
bersama namun dalam satu waktu hanya ada sebuah perangkat yang dapat
menggunakan 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 dan saluran kontrol, seperti terlihat pada gambar
7.2.
Gambar 7.2 Pola interkoneksi bus
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, misal lebar bus 16 bit.
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. Perlu
diketahui, semua peralatan yang terhubung dengan sistem komputer, agar dapat
diakses harus memiliki alamat. Semisal 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 dan sinyal –
sinyal perintah. Sinyal pewaktuan menandakan validitas data dan alamat,
sedengkan sinyal perintah berfungsi membentuk suatu operasi. Secara umum
saluran kontrol meliputi :
- Memory Write, memerintahkan data pada bus
akan dituliskan ke dalam lokasi alamat.
- Momory 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.
- Bus Grant, menunjukkan modul yang
melakukan request telah diberi hak mengontrol 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.
Secara fisik bus adalah konduktor listrik paralel yang menghubungkan
modul – modul. Konduktor ini biasanya adalah saluran utama pada PCB motherboard
dengan layout tertentu sehingga didapat fleksibilitas penggunaan. Untuk modul
I/O biasanya dibuat slot bus yang mudah dipasang dan dilepas, seperti slot PCI
dan ISA. Sedangkan untuk chips akan terhubung melalui pinnya.
Prinsip operasi bus adalah sebagai berikut. Operasi pengiriman data ke
modul lainnya :
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.
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.
Comments
Post a Comment