Pertemuan 7 ( Sistem Bus)

1. Pertemuan 7(Sistem Bus) Prosessor, memoriutamadanperangkat I/O dapatdiinterkoneksikandenganmenggunakan bus bersama yang fungsiutamanyaadalahmenyediakanjalurkomunikasiuntuk transfer data. Bus tersebutmenyertakanjalur yang diperlukanuntukmendukung interrupt dan arbitration. Group 4 PTIK 09

2. Beberapasistem bus yang terdapatpadakomputer, yaitu: A. Synchronous Bus B. Asynchronous Bus C. SirkuitAntarMuka (Port) D. AntarMuka Input Output Standar 1.Bus Peripheral Component Interconnect (PCI) 2.Bus SCSI (Small Computer System Interface) 3.Universal Serial Bus (USB) Group 4 PTIK 09

3. Synchronous Bus Dalam synchronous bus, semuaperangkatmendapatkaninformasi timing darijalur clock bersama. Pulsa yang berjaraksetarapadajalurinimendefinisikanwaktu yang setara. Dalambentuk yang paling sederhanasuatu synchronous bus, tiap interval inimerupakansuatu bus cycle dimanasatu transfer data. Group 4 PTIK 09

4. Skemasemacamitudiilustrasikanpadagambar , jaluralamatdan data dalamgambarinidangambarselanjutnyaditampilkansebagai high dan low padawaktu yang sama. Group 4 PTIK 09

5. Synchronous Bus Transfer Multiple-Cycle Skema yang dideskripsikandiatasmenghasilkandesainsederhanauntukantarmukaperangkat. Akantetapi, skematersebutmemilikibeberapaketerbatasan Untukmegatasiketerbatasanini, kebanyakan bus menggabungkansinyalkontrol yang menyatakanrespondariperangkattersebut. Sinyalinimemberitahu master bahwa slave telahmengenalialamatnyadantelahsiapuntukberpartisipasidalamoperasi data transfer. Bus tersebutjugamemungkinkanuntukmengaturdurasiperiode data transfer untukmenyesuaikandengankebutuhanperangkat yang berpartisipasi. Untukmenyederhanakanprosesini, sinyal clock frekuensitinggidigunakansedemikansehinggasiklus transfer data lengkapakanmencapaibeberapa clock cycle. Kemudian, jumlah clock cycle yang terlibatdapatbervariasidarisatuperangkatdenganperangkat yang lain. Group 4 PTIK 09

6. ASYNCHRONOUS BUS Skemaalternatifuntukmengontrol transfer data pada bus berdasarkanpadapenggunaan handshake antara master dan slave. Konsep handshake adalahgenerealisasidariidesinyal Slave-ready Secaraprinsip, transfer data yang dikontrololehprotokol handshake adalahsebagaiberikut. Master meletakkaninformasialamatdanperintahpada bus. Kemudianmengindikasikankesemuaperangkatbahwa master telahmenyelesaikantugasnyadenganmengaktifkanjalur master-ready. Hal inimenyebabkansemuaperangkatpada bus men-decode alamattersebut. Slave yang dipilihmelakukanoperasi yang dimintadanmemberitahuprosesorbahwatugasnyatelahselesaidenganmengaktifkanjalur slave-ready. Master menunggu slave-ready dinyatakansebelummenghilangkansinyalnyadari bus. Dalamhaloperasibaca, master juga men-strobe data kedalam input buffer-nya. Group 4 PTIK 09

7. Pilihanpadasuatudesaintertentumelibatkanpertukaranantaraberbagaifaktorseperti:Pilihanpadasuatudesaintertentumelibatkanpertukaranantaraberbagaifaktorseperti: - Kesederhanaanantarmukaperangkat. - Kemampuanuntukmengakomodasiantarmukaperangkat yang menyatakanjumlahjeda yang berbeda. - Waktu total yang diperlukanuntuk transfer bus. - Kemampuanuntukmendeteksi error yang dihasilkandaripengalamatanperangkat yang tidakadaataudarikegagalanantarmuka. Group 4 PTIK 09

8. SirkuitAntarMuka (Port) Suatuantarmuka I/O terdiridarisirkuit yang diperlukanuntukmenghubungkanperangkat I/O ke bus computer, padasatusisiantarmukakitamemilikisinyal bus untukalamat, data, dankontrol. Padasisi yang lain kitamemilikijalur data dengankontrol yang sesuaiuntukmentransfer data antarmukadanperangkat I/O. Sisiinidisebut port, yang diklasifikasikansebagai port paraleldan serial. Dalamhal port paralel, koneksiantarperangkatdankomputermenggunakankonektor multiple-pin dankabeldenganbanyakkawat, biasanyadiaturdalamkonfigurasidatar. Sirkuitpadakeduaujung relative sederhana, karenatidakadakebutuhanuntukmengkovensiantara format serial danparalel. Pengaturaninicocokuntukperangkat yang secarafisikdekatdengan computer. Untukjarakjauh, persoalan timing skew yang disebutkansebelumnyamembatasikecepatanpenggunaan data. Format serial lebihmudahdan cost-effective denganmemerlukankabel yang lebihpanjang. Group 4 PTIK 09

9. Menurutpembahasansuatuantarmuka I/O melakukanhalberikut: 1.Menyediakan buffer penyimpananuntuksetidaknyasatu word data (atausatu byte, dalamhalperangkat yang byte-oriented). 2.Berisi flag status yang dapatdiaksesolehprosesoruntukmenentukanapakah buffer penuh (untuk input) ataukosong (untuk out put). 3.Berisi sirkuit address- decoding untukmenentukankapanantarmukatersebutdialamatiolehprosesor. 4.Menghasilkan sinyal timing yang sesuai yang diperlukanolehskemakontrol bus. 5.Melakukan konversi format yang mungkindiperlukanuntukmentransfer data antar bus danperangkat I/O, sepertikonversiparalel-serial dalam port serial. Group 4 PTIK 09

10. 1. Port Paralel Kita mendeskripsikansirkuituntuk port input 8-bit dan port output 8-bit. Kemudiankitamenggabungkanduasirkuittersebutuntukmenunjukkanbagaimanadesainantarmuka general-purpose 8-bit parallel port. Kita mengasumsikanbahwasirkuitantarmukadihubungkandenganprosesor 32-bit yang menggunkan memory-mapped I/O danprotokol bus asyncroous. Group 4 PTIK 09

11. 2. Port Serial Port serial digunakanuntukmenghubungkanprosesorkeperangkat I/O yang memerlukantransmisi data satu bit tiapsatuwaktu. Fiturutamasirkuitantarmukauntuk port serial adalahbahwa port tersebutmampuberkomunikasidalam mode bit-serial padasisiperangkatdandalam mode bit-parallel padasisi bus. Group 4 PTIK 09

12. AntarMuka Input Output Standar 1. Bus Peripheral Component Interconnect (PCI) Bus PCI adalahcontoh yang baikdarisistem bus yang munculdarikebutuhanstandarisasi. Bus tersebutmendukungfungsi yang terdapatdalam bus prosesortetapidalam format tersetandarisasi yang lepasdariprosesortertentu. Perangkat yang terkoneksike Bus PCI tampakbagiprosesorseakandihubungkansecaralangsungke BUS prosesor. Perangkattersebutdiberialamatdalamruangalamatmemoripadaprosesor. Fiturpenting yang dirintisoleh PCI adalahkemampuan Plug-and-Play untukmenghubungkanperangkat I/O. untukmenghubungkanperangkatbaru, user cukupmenghubungkan board antarmukaperangkatke bus tersebut. Software menanganibagianselanjutnya. Group 4 PTIK 09

13. AntarMuka Input Output Standar Transfer Data Bus mendukungtigaruangalamatmandiri:memory, I/O, dankonfigurasi. Dua yang pertamaadalah self explanatory. Ruangalamat I/O dimaksudkanuntukpenggunaandenganprosesor, sepertipentium, yang memilikiruangalamat I/O terpisah. Group 4 PTIK 09

14. AntarMuka Input Output Standar KonfigurasiPerangkat Padasaatperangkat I/O dihubungkandengansuatu computer, beberapaaksidiperlukanuntukmengkonfogurasiperangkatdan software yang berkomunikasidengannya. Perangkattersebutdiberialamatselamaprosesinisialisasi. Hal iniberartiselamaoperasikonfigurasi bus, perangkattidakdapatdiaksesberdasarkanalamatnya, seakanperangkattersebutbelummemilikialamat. Karenanya, ruangalamatkonfigurasimenggunakanmekanisme yang berbeda. Group 4 PTIK 09

15. AntarMuka Input Output Standar KarakteristikElektrik Bus PCI telahdidefinisikanuntukberoperasidengansuplaidaya 5 atau 3.3 V. Motherboard mungkindidesainuntukberoperasidengankedua system signaling tersebut. Konektorpada board ekspansididesainuntukmemastikanbahwakonektortersebutdapatdicolokkanhanyapada motherboard yang kompatibel. Group 4 PTIK 09

16. AntarMuka Input Output Standar 2.Bus SCSI (Small Computer System Interface) Standar bus SCSI telahmengalamibanyakrevisi, dankemampuan transfer data telahmeningkatsangatbesar, hampirdua kali setiaptahun. SCSI-2 dan SCSI-3 telahdidefinisikandanmasing-masingmemilikibeberapaopsi. Bus SCSI memiliki 8 jalur data yang disebut narrow bus danmentransfer data 1 byte padasatuwaktu. Sebagaialternatif, bus wide SCSI memiliki 16 jalur data danmentransfer data 16 bit padasatuwaktu. Group 4 PTIK 09

17. AntarMuka Input Output Standar Sinyal Bus Sekarangkitamendeskripsikanoperasi bus SCSI darisudutpandang hardware. Sinyal bus diringkaspadaTabel 2 (adapadacopyanmakalah). Arbitration Bus bebaspadasaatsinyal BSY beradapadakeadaan inactive (highvoltage). Kontrolerapapundapatmerequestpenggunaan bus tersebutpadasaat bus tersebutberadadalamkeadaaninikarenaduaataulebihkontrolerdapatmenghasilkanriquestpadasaat yang sama, makaharusditerapkanskema arbitration. Kontroler me-request bus tersebutdenganmenyatakansinyal-BSY dandenganmenyatakanjalur data yang berhubungandengannyauntukmengidentifikasidirinya. Group 4 PTIK 09

18. AntarMuka Input Output Standar Selection Kontroler target yang dipilihmerespondenganmenyatakan –BSY. Hal inimenunjukkanpada initiator bahwakoneksi yang di-request telahterbentuk, sehingga initiator dapatmenghapusalamatdarijalur data. Proses selection telahselesaidankontroler target (kontroler 5) menyatakan –BSY. Dari titikini, kontroler 5 memiliki bus control, sebagaimanadiperlukanuntukfase transfer informasi. Transfer Informasi Informasi yang ditranferantaraduakontrolerdapatberisiperintahdari initiator ke target, respon status dari target ke initiator, atau data yang sedangditransfer kea tau dariperangkat I/O. Group 4 PTIK 09

19. Reselection Padasaatkoneksilogikaditangguhkandantagetsiapuntukmemulihkannya, maka target harusterlebihdahulumemperoleh control bus. Target memuliasiklus arbitration, dansetelahmemenangkan arbitration, target memilihkontroler initiator dengancara yang tepatsamadengan yang dideskripsikandiatas. Tetapidenganperanan target dan initiator dibalik, initiator sekarangmenyatakan –BSY. Sebelum transfer data dapatdimulai, initiator harusmenyerahkan control ke target. Group 4 PTIK 09

20. AntarMuka Input Output Standar 3. Universal Serial Bus (USB) • Universal Serial Bus (USB) adalahstandar bus serial untukperangkatpenghubung, biasanyakepada computer namunjugadigunakandiperalatanlainnyasepertikontrolpermainan, ponseldan PDA. Sinergiantarakomputerdankomunikasiadalahjantungrevolusiteknologiinformasisaatini. Sistemkomputer modern tampaknyamelibatkanberbagaivariasiperangkatseperti keyboard, mikrofon, kamera, speaker danperangkat display. Group 4 PTIK 09

21. USB didesainuntukmemenuhibeberapatujuanutama: - Menyediakansisteminterkoneksi yang sederhana, low-cost, danmudahdigunakan yang dapatmegatasikesulitankarenaterbatasnyajumlah port I/O padasuatukomputer. - Mengakomodasikarakteristik transfer data skalaluasuntukperangkat I/O, termasukkoneksitelepondan internet. - Meningkatkankenyamanan user melalui mode operasi plug-and-play. Group 4 PTIK 09

22. Batasan Port Port paraleldan serial menyediakantitikkoneksi general-purpose yang dapatdigunakanuntukmenghubungkanberbagaiperangkatdari low- hingga medium-speed kekomputer. KarakteristikPerangkat Jenisperangkat yang dapatdihubungkankekomputermeliputifungionalitasdalamskalaluas. Batasankecepatan, volume, dan timing berhubungandengan transfer data kedandariperangkatsemacamitusangatbervariasi. Group 4 PTIK 09

23. Plug-and-Play Dengankomputermenjadibagiandarikehidupansehari-hari, keberadaannyamenjadisemakintransparan. Fitur plug-and-play berartibahwaperangkatbaru, seperti speaker tambahandapatdihubungkankapanpunpadasaat system beroperasi. Sistemmendeteksikeberadaanperangkatbaruinisecaraotomatis, mengindentifikasi device-driver software yantepatdariperangkatbarudanfasilitas lain yang diperlukanuntukmelayaniperangkattersebut, danmembentukalamatdankoneksilogikauntukmeng-enable komunikasinya. Group 4 PTIK 09

24. Arsitektur USB Pembahasandiatasmenunjukpadakebutuhanakansisteminterkoneksi yang menggabungkanbiayarenda, fleksibilitas, dan bandwidth data-transfer yang tinggi. Juga, perangkat I/O dapatdiletakkanpadajaraktertentudarikomputer yang terhubungdengannya. Struktutpohon Universal Serial Bus Group 4 PTIK 09

25. Pengalamatan Padapembahasanoperasi input dan output sebelumnya, kitamenjelaskanbahwaperangkat I/O biasanyadiidentifikasidenganmenetapkanalamatmemori yang unikuntuknya. Sebenarnya, suatuperangkatbiasanyamemilikibeberapalokasi addressable untukmeng-enable software mengirimdanmenerimainformasikontroldan status danuntukmentransfer data. Protokol USB • Semuainformasiyanditransfermelalui USB diaturdidalampaket, dimanasuatupaketterdiridarisatuataulebih byte informasi. Terdapatbanyaktipepaket yang melakukanberbagaifungsikontrol. Group 4 PTIK 09

26. Isochronous Traffic pada USB Salahsatutujuanutama USB adalahmendukung transfer data isochronous, seperti sampled voice, dalamcarasederhana. Perangkat yang menghasilkanataumenerima data isochronous memerlukanreferensiwaktuuntukmengontrolproses sampling. Untukmenyediakanreferensiini, transmisimelalui USB dibagidalam frame denganpanjang yang setara. KarakteristikElektrik Karakteristikelektrik yang digunakanuntukkoneksi USB terdiridariempatkawat. Duadigunakanuntukmembawadaya, +5V dan Ground. Sehingga, hub atauperangkat I/O dapatlangsungmendapatdayadari bus ataumemilikikoneksidayaeksternalsendiri. Group 4 PTIK 09