4/5/2011 1 ORGANISASI KOMPUTER System Bus

4/5/2011

1

ORGANISASI KOMPUTER

System Bus

[email protected]

2

Sistem Bus

Penghubung bagi keseluruhan komponen komputer dalam menjalankan tugasnya

Komponen komputer : CPU

Memori

Perangkat I/O

Transfer data antar komponen komputer. Data atau program yang tersimpan dalam memori

dapat diakses dan dieksekusi CPU melalui perantara bus

Melihat hasil eksekusi melalui monitor juga menggunakan sistem bus

Kecepatan komponen penyusun komputer harus diimbangi kecepatan dan manajemen bus yang baik

UIN Sunan Kalijaga Yogyakarta

3

Sistem Bus

Mikroprosesor Melakukan pekerjaan secara paralel

Program dijalankan secara multitasking

Sistem bus tidak hanya lebar tapi juga cepat

Interkoneksi komponen sistem komputer dalam menjalankan fungsinya Interkoneksi bus

Pertimbangan–pertimbangan perancangan bus


4/5/2011

2

4

Struktur Interkoneksi

Kumpulan lintasan atau saluran

berbagai modul (CPU,Memori,I/O)

Struktur interkoneksi bergantung pada

Jenis data

Karakteristik pertukaran data


Tata letak sistem bus

UIN Sunan Kalijaga Yogyakarta 5

Desktop system


4/5/2011

3

Server System


8

Jenis Data

Memori

Modul I/O

CPU


9

Ad : 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.


4/5/2011

4

10

Ad : 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.

Modul I/O dapat mengontrol lebih dari sebuah perangkat peripheral.

Modul I/O juga dapat mengirimkan sinyal interrupt.


11

Ad : CPU

CPU berfungsi sebagai pusat

pengolahan dan eksekusi data berdasarkan routine–routine

program yang diberikan padanya.

CPU mengendalikan seluruh sistemkomputer sehingga sebagai

konsekuensinya memiliki koneksi ke seluruh modul yang menjadi bagian

sistem komputer.


12

Modul-modul Komputer


4/5/2011

5

13

Struktur interkoneksi

Dari jenis pertukaran data yang diperlukan modul–modul komputer, maka struktur interkoneksi harus mendukung perpindahan data. 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


14

Perkembangan Struktur

Intekoneksi

Sampai saat ini terjadi perkembangan struktur interkoneksi, namun yang banyak

digunakan saat ini adalah sistem bus.

Sistem bus

Digunakan secara tunggal

Digunakan secara jamak,

Hal ini Tergantung karakteristik sistemnya


15

Interkoneksi Bus

Bus ? merupakan lintasan komunikasi yang

menghubungkan dua atau lebih komponen komputer

Sifat penting dan merupakan syarat utama ? bus adalah media transmisi yang dapat digunakan

bersama oleh sejumlah perangkat yang terhubung padanya

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


4/5/2011

6

16

Interkoneksi 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

Saluran data

Saluran alamat

Saluran kontrol


17

Pola interkoneksi bus


18

Saluran data (data bus)

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

Tujuan : agar mentransfer word dalam sekali waktu.

Jumlah saluran dalam bus data dikatakan lebar bus, dengan satuan bit, misal lebar bus 16 bit


4/5/2011

7

19

Saluran alamat (address bus)

Digunakan untuk menspesifikasi sumber dan tujuan data pada bus data.

Digunakan untuk mengirim alamat word pada memori yang akan diakses CPU.

Digunakan untuk saluran alamat perangkat modul komputer saat CPU mengakses suatu modul.

Semua peralatan yang terhubung dengan sistem komputer, agar dapat diakses harus memiliki alamat. Contoh : mengakses port I/O, maka port I/O harus

memiliki alamat hardware-nya


20

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

Sinyal–sinyal perintahUIN Sunan Kalijaga Yogyakarta

21

Big and Yellow?

What do buses look like?

Parallel lines on circuit boards

Ribbon cables

Strip connectors on mother boards

e.g. PCI

Sets of wires


4/5/2011

8

22

Physical Realization of Bus

Architecture


23

Traditional (ISA)

(with cache)


24

High Performance Bus


4/5/2011

9

25

Type Bus

Dedicated

Memisahkan bus yang menyalurkan data dan alamat

Multipexed

Shared lines

Address valid or data valid control line

Advantage - fewer lines

Disadvantages

Pengendalian lebih rumit

Kecepatan transfer data menurun


26

Bus Arbitration (pengaturan bus)

Modul pengendali bus lebih dari

satu

Ex. CPU dan DMA controller

Hanya satu modul yang dapat mengontrol bus dalam satu waktu

Pengaturan dapat terpusat atau

terdistribusi


27

Pengaturan terpusat atau

terdistribusi

Terpusat Satu device hardware mengendalikan akses bus

Bus Controller

Arbiter

Arbiter bisa suatu modul atau bagian fungsi CPU

Distributed Setiap modul dapat memakai bus Setiap modul memiliki logika pengontrol akses

Kedua metode arbitrasi intinya menugaskan suatu perangkat bisa modul I/O ataupun CPU bertindak sebagai master kontrol pertukaran


4/5/2011

10

28

Elemen Perancangan Bus

Timing Sinkron

Tak sinkron

Lebar bus Lebar address

Lebar data

Jenis transfer data read

write

read-modify-write

read-alter-write, block


29

Contoh Bus - Bus ISA

ISA=Industry Standar Architecture

Bus PC/AT yang beroperasi pada 8,33 MHz

Keuntungannya adalah bahwa pendekatan ini tetap mempertahankan kompatibilitas dengan mesin-mesin dan kartu-kartu 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.


ISA 8 bit


4/5/2011

11

ISA 16 bit


32

Contoh Bus - Bus PCI

Peripheral Component Interconnect (PCI)

Bus yang tidak tergantung prosesor dan berfungsi sebagai bus mezzanine atau bus peripheral

PCI memiliki kinerja tinggi untuk sistem I/O berkecepatan tinggi seperti : video adaptor, NIC, disk controller, sound card, dan lainlain.

Standard PCI adalah 64 saluran data pada kecepatan 33 MHz, laju transfer data 264 MB per detik atau 2,112 Gbps.


33

Contoh Bus - Bus PCI

Keunggulan PCI tidak hanya pada kecepatannya saja tetapi murah dengan keping yang sedikit

Intel mulai menerapkan PCI pada tahun 1990 untuk sistem pentiumnya.

Untuk mempercepat penggunaan PCI, Intel mempatenkan PCI bagi domain publik sehingga vendor dapat mengeluarkan produk dengan PCI tanpa royalti


4/5/2011

12

PCI Images


35UIN Sunan Kalijaga Yogyakarta


4/5/2011

13

37

Contoh Bus - Bus USB

Semua perangkat peripheral tidak efektif apabila dipasang pada bus berkecepatan tinggi PCI

Banyak peralatan yang memiliki kecepatan rendah seperti keyboard, mouse, dan printer.

Solusi : tujuh vendor komputer (Compaq, DEC, IBM, Intel, Microsoft, NEC, dan Northern Telecom) bersama-sama merancang bus untuk peralatan I/O berkecepatan rendah.

Standard yang dihasilkan dinamakan Universal Standard Bus (USB).


38

Keuntungan USB

Pemakai tidak harus memasang tombol atau jumper pada PCB atau peralatan

Pemakai tidak harus membuka casing untuk memasang peralatan I/O baru

Hanya satu jenis kabel yang diperlukan sebagai penghubung

Dapat mensuplai daya pada peralatan-peralatan I/O

Memudahkan pemasangan peralatan-peralatan yang hanya sementara dipasang pada komputer

Tidak diperlukan reboot pada pemasangan peralatan baru dengan USB

Murah


39

Pengkabelan USB

Bandwidth total USB adalah 1,5 MB per detik.

Bandwidth itu 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


4/5/2011

14


41

Contoh Bus-Bus P1394/Fire Wire

Kebutuhan bus I/O berkecepatan

tinggi Semakin cepatnya prosesor saat ini yang mencapai 1 GHz

Perlu diimbangi dengan bus berkecepatan tinggi

Dikembangkan bus performance tinggi yang dikenal dengan Fire Wire (P1394 standard IEEE)


42

Contoh Bus-Bus P1394/Fire Wire

P1394 memiliki kelebihan dibandingkan dengan interface I/O lainnya Sangat cepat Murah Mudah untuk diimplementasikan.

P1394 tidak hanya populer pada sistem komputer, namun juga pada peralatan elektronik kamera digital VCR Televisi.

Kelebihan lain adalah penggunaan transmisi serial sehingga tidak memerlukan banyak kabel


4/5/2011

15

43

Firewire port

images




4/5/2011

16

46

Bus Prosesor

Bus tercepat dalam sistem

Menjadi bus inti dalam chipset dan motherboard. Bus ini digunakan oleh prosesor untuk meneruskan

informasi dari processor ke cache atau memori utamake chipset kontrolir memori (Northbridge, MCH, atau SPP).

Jenis Bus Prosesor Front-Side Bus HyperTransport bus

Selain Intel x86 memiliki bus-nya sendiri yang berjalan pada kecepatan 100 MHz, 133 MHz, 200 MHz, 266 MHz, 400 MHz, 533 MHz, 800 MHz, 1000 MHz atau 1066 MHz.

Umumnya, bus ini memiliki lebar lajur 64-bit, sehingga setiap detaknya ia mampu mentransfer 8 byte.


47

Bus AGP (Accelerated Graphic Port)

Bus yang didesain secara spesifik untuk kartu grafis

Berjalan pada kecepatan : 66 MHz (mode AGP 1x),

133 MHz (mode AGP 2x),

533 MHz (mode AGP 8x)

Lebar jalur 32-bit

Bandwidth maks2133 MByte/s

Bus ini terkoneksi ke chipset pengatur memori (Northbridge, Intel Memory Controller Hub, atau NVIDIA nForce SPP).


48

Sistem Bus Lainnya

Bus PCI Express (Peripherals Component Interconnect Express)

Bus PCI-X (Peripherals Component Interconnect Express)

Bus EISA (Extended Industry Standard Architecute)

Bus MCA (Micro Channel Architecture) Bus SCSI (Small Computer System

Interface) Bus USB (Universal Serial Bus) Bus 1394


4/5/2011

17

AGP, PCI, ISA



51

Sumber : http://www.addonics.comUIN Sunan Kalijaga Yogyakarta

4/5/2011 1 ORGANISASI KOMPUTER System Bus

Documents