BERBAGAI MEMORI

(MEMORIES)

BEBERAPA MACAM MEMORI

Dalam periode tahun 1960-an sampai dengan tahun 1970-an,berbagai macammemori megnetik tetap merupakanteknologi yang dominan, meskipun setelah itu

. pengembanganteknologisemi konduktormembawakepadasituasidimanachipdengan memori 266K bit yang sudah lajim dan berharga murah, menghasilkankekuatan kurang dari chip dengan momori 256 bit yang original.Secara prinsip adatiga macam sistem momori untuk berbagai mikroprosesor:

I. memori yang akses secara random (RAM), bersifat dinamis, menyimpandatasecara pasif dan memerlukan penyegaran yang periodik untuk memeliharadata.

2. RAM yang bersifat statis memeliharadata tanpa penyegaran yang periodik.

3. Memoriyanghanyamembaca(ROM)melihatdatatanpaadakekuatan,sehinggatidak dapat ditulis kembali dalam waktu putaran memori (memory cycle time)yang normal.

KARAKTERISTIK-KARAKTERISTIK UMUM MEMORI SEMI

KONDUKTOR

Vcc

---~-_.

..

~~~~--~~--_._--..CHIP SELECT_.- J-

Memorvchip

DI\TAou r ..

REA[)IW_~:~__.____

Gambar 6.1: Sebuah chip memori yang generik, disusun sebagai memori 4Kx1(Stone, H.S 1982, Microcomputer Interfacing)

58

Gambar di atas menunjukkan chip memori yang generik. Contoh tersebutmempunyai bit 4K yang disusun sebagai sebuah susunan 4K x 1. Oleh karena itu,chip ini dikendalikan oleh 4K jumlah alamat (adresses) yang berada dan setiapalamat berisi 1 bit. Delapan chip dapat dikombinasikandalam satu sistem memoriguna membentuk sebuah memori dengan 4K byte dan mengendalikannyadengan8, sehingga dapat digunakan untuk memperbesar memori-memori yang bytenyalebar. Chip mempunyai pin-pin yang terpisah untuk data input dan output. Chipjuga mempunyai 12 alamat pin (pins address =4K 212) untuk 4K alamat yangunik. Pin-pin pengendali disebut CHIP SELECT gunanya memungkinkan atautidak chip harns ditegaskan guna menjawab suatu permintaan memori dan READ/WRITE L. READ/WRI1E L mendiktekan apakah chip akan menerima suatupermintaan membaca (Reads Request) dan mendapatkan kembali data yangtersimpan atau apakah chip akan menerima suatu permintaan menulis (Write Request)

dan mentransfer data dari pin input ke memori. Bilamana suatu logika 1 READditegaskan (Hubungan-hubungan kekuatan diabaikan). Ilustrasi chip sama dengansebuah RAM 2147 yang bersifat statis.

Gambar 6.2 : Sebuah skema diagram yang disederhanakan untuk suatu memoriinterface (Stone, H.S., 1992, Microcomputer Interfacing)

59

Gambar diatasmenunjukkansuatudiagaramlogikayangdisederhanakanuntuksuatu interface dengan chip memori yang didiskripsikan. 16 garis alamat datangdari mikroprosesor, tetapi hanya 12 yang digunakan untuk alamat chip. Sisanyayang 4 garis me1ewatisebuah decoder yang mampu menghasilkan 16 chip terpilihberlainan untuk beberapadaerah ruang alamat yang berbeda. Semua sinyal kendalilewat secara paralel melalui kumpulan delapan chip dimana lIP dan O/P-nyadihubungkan ke-8 garis data atau bus data, sehingga memberikan kata yangpanjangnya8 bit. Dengancarayangsarnadapatdiperluasuntukkatayangpanjangnya16 bit atau 32 bit.

Memori yang Berakses secara Random(Random Acces Memory = RAM) dan Bersifat Statis

Pada diskripsi tentang Read Write memori sebelumnya, masih digunakan RAMyang statis. RAM dapat menulis dan membaca dari (kebalikan dari ROM). Sepertipada desain lama RAM yang statis, tidak mengikutsertakan di dalamnya ketentuan-ketentuan untuk penyegaran memori. RAM yang statis memelihara memori melaluisirkuit-sirkuit yang aktif (transistor/amplifier) yang membutuhkan kekuatan untukmemelihara bilamana chip tidak aktif dan dalam cara persiapan kalau terjadipenurunan power (low power standby mode). RAM yang statis membutuhkankekuatan yang lebih tinggi, dan pendingin yang lebih besar daripada RAM yangsifatnya dinamis. Keuntungan dari RAM yang statis adalah sederhana untuk meng-interface ke berbagai proses or dan sedikit membutuhkan tambahan hardware.

Memori yang hanya untuk membaca (Read Only Memory = ROM)

Memori ini tidak dibutuhkan untuk menulis ROM, oleh karena itu lebihsederhana untuk meng-interface dengan beberapa prosesor. Hubungan yang bersifatelektrik untuk chip-chip ROM hampir identik dengan chip-chip RAM, kecuali padaROM tidak mempunyai pin READ/WRITE L (chip-chip ROM selalu dalam READmode). Satu-satunya pin kendali yang dibutuhkan adalah pin OUTPUT ENABLEyang menyalakan internal tri state drivers. Pin kendali kedua pada ROM adalahCHIP SELECT, yaitu pin kendali yang menempatkan chip dalam suatu low powerstandby mode, artinya di dalam chip tersebut tidak membutuhkan kekuatan untukmemelihara memori, atau tidak mendapat kekuatan bila tidak diakses.

Untuk beberapa sistem mikroprosesor, sudah digunakan bermacam-macamukuran ROM, misalnya IBM PC, BIOS ROM-nya menggunakan chip 164K bit didalam konfigurasi 8K x 8 (2364).

RAM yang bersifat Dinamis (Dynamic RAM)

Memori yang bersifat dinamis tidak dapat menyimpan data yang tidak pasti

60

tanpa logika pendukung dari luar. Infonnasi disimpan sebagai muatan listrik didalam kapasitor yang kecil dan cenderung to disipate melampaui suatu periodewaktu. Oleh sebab itu RAM yang dinamisperlu untuk menyegarkanmemori secaraperiodik,agar.supayabisa melindungidata. Masalahdan pengoperasianpenyegarandigambarkan dalam gambar berikut ini.

~ - .'- , .._---.

Amplifier

8,

-.

Gambar 6.3: SU£ltudiagram simbolis dari struktur sebU£lhsel memori yangdinamis. Switch yang menyatakan untuk WRITE, yaitu S1 dan S2 tertutup;

sedang untuk READ, yaitu switch S2, S3 dan S4 tertutup; dan sebaliknya kalautidak untuk menyatakan WRITE atau READ, switch-switch yang bersangkutan

terbuka. (Stone, B.S., 1982, Microcomputer Inteifacing).

Berbagai switch (Transistor-transistorEfek Medan =Field Effect Transistors)dikendalikan oleh sirkuit untuk menguraikan sandi-alamat (address decodingcircuitry), dan kapasitor C adalah elemen memori.

Untuk menulis data di dalam memori, switch SI dan S2 tertutup sehinggateIjadi hubungan kapasitor C ke data input melalui amplifier. Logika 1 mengisikapasitor C dan logika 0 tidak mengisi C. Switch-switch kemudian terbuka dankapasitor dipisahkan dari chip-chip yang tidak berfungsi (rest of the chip).

Untuk membaca, switch output S3 menghubungkan kapasitor C dengankomparator yang menentukan apakah voltase yang tersimpan lebih rendah atau

61

lebih tinggi dari voltase yang ditunjukldibolehkan.Output dari komparator adalahsuatu logika 0 atau logika 1; tergantung pada hasilnya.

Pengoperasian"read" bisa mengganggumuatanyangtersimpanpadakapasitor,oleh karena itu harusdiikutidenganpemuatankembalikapasitormelaluipenutupanswitch-switch S4 dan S2.

RUANG MEMORI DI DALAM IBM-PC

Ada 4 tipe "ruang memori" di dalam jalannya sistem ffiM di bawah sistemoperasi Microsoft DOS. Tipe ruang memori tersebut adalah memori yangkonvensional (Conventional Memory), memori dengan DOS tinggi (High DosMemory), memori yang diperluas (Extended Memory) dan memori yangdikembangkan (Expandes Memory).

Memori yang Konvensional (conventional Memory)

DOS mendefinisikan memori konvensional sebagai 1M byte yang didapatkanpada PC yang spesifik (di atas 1024KO, meskipun, penggunaan DOS hanya 640K.Daerah IM byte ini dibagi dalam dua bagian, pertama, daerah dengan 640K, dimanapemakaian sistem operasi software adalah TSR (program-program Terminate andStay Resident) dan perlengkapan drivenya dijalankan. Kedua adalah daerah 384K,di atas 640K dicadangkan untuk penggunaan video-video adapter, LAN (LocalArea Network) adapter, berbagai pengendali hard disk dan lain-lain (lihat tabelpada akhir bagian ini). Daerah 384K pada umumnya tidak disediakan untukpenggunaan berbagai aplikasi karena tidak selalu adanya chip RAM di dalam daerahini. Daerah ini diharapkan sarna sekali terpisah dan hanya dapat diperoleh melaluidukungan hardware/software yang khusus, dan bisa dihubungkan sebagai memoridengan "DOS tinggi".

Memori DOS berkemampuan tinggi (High DOS Memory)

Memori dengan DOS tinggi ada dalam daerah diantara 640K dan 1M byte,seperti yang sebelumnya dinyatakan bahwa daerah ini secara normal dicadangkanuntuk memori video, ROM dan perlengkapan-perlengkapan lainnya. Denganpemakaian RAM, Lotus/Intel/Microsoft EMS (Expanded Memory Specificat~on)versi 4.0, hardware dan softwarenya mempunyai kemampuan back-filling setiapbagian memori DOS ini, yang tidak sedang dipakai, dengan menggunakan RAM.Ada beberapa batasan-batasan penting untuk mengingat kapan digunakan DOSberkemampuan tinggi ini.

62

SejumJah memori dengan DOS berkemampuan tinggi membedakan antara PCdengao PC Jainnya. Sebuah PC dengan peragaan monochrom akan jauh lebihmempuoyai DOS berkemampuan tinggiyang dapat digunakan daripada sebuah PCdengan monitor VGA Perlengkapan-perlengkapan lain yang mempengaruhi dapatdigunakannya DOS berkemampuan tinggi adaJah chip-chip BIOS. tennasuk de~gandiagnostik-diagnostik yang panjang lebar. berbagai pengendali disk drive denganpenyesuai (adapter) BIOS dan LAN. Daerah-daerah DOS bedcemampuan tinggitidak selalu benJekatan. Meskipun daIam daerah DOS ini ada 1281{.kemungkinan'akan terpisah menjadi bagian yang 64K dan 32K. Sebuah TSR 70K tidak dapatditampung pada konfigurasi DOS ini. Ada bennacam-macam keperluan programsoftware. yang apabila dijalankan akan menunjukkan gunanya daIam membuatruang memori ini dengan adapter-adapter dan blok-blok ruang yang tersediasebaiknya benJekatan.

Memon yang Dikembangkan (Expanded Memory)

Memory yang dikembangkan ada1ah metode untuk melampaui batas DOS640K. Memori yang dikembangkan (EMS) diakses melalui papan memori khususatau hardware yang ditambahkan pada sebuah kompter bersama dengan softwaremanajemen memori yang diperluas (Expatukd Memo')' Management = EMM).Contoh-contoh hardware yang memorinya diperluas. yaitu AST Rampagetm, IntelAbove BoardbD dan memori board Jainnya. PC tertentu (PC dengan 3861486)tennasuk jenis yang bisa mempunyai pendukung EMS. tetapi semua hardwareyang mempunyai memori EMS dihidupkan melalui software EMM khusus.

Memori yang dikembangkan diakses me1ewati suatu daerah khusus yang disebutfiame baJaman (Page Frame). Pada umumnya Page Frame diletakkan di da1amarea diantara 640K dan 1M byte. Berbagai Page Frame menyediakan windowdaIam memori konvensional me1alui daerab-daernh memori yang diperluas dandapat diakses. Semua memori yang dikembangkan diakses menggunakan beberapaspesifikasi standar industri dan didefmisikan oleh LIMIEMS dan EEMS (Enhan£edExpanded Menwry Specifications. yaitu suatu super set dari LIMJEMS yangmempunyai spesifikasi original 3.2 dan dikembangkan oleh ASf Research. QuadraJt"dan AShton Tate. tetapi sekarnng sudah digantikan oleh LIMIEMS yang mempunyaispesifikasi 4.0). Sebagian besar aplikasi TSR yang mengakses memori ekstra, akanmengakses memori yang dikembangkan sebingga bisa sampai 4.6 atau 16M byte,tapi hanya porsi memori tertentnlkhusus yang dapat diguoakan untuk menampungprogram dan pedengbpan drivelS.

Frame ha/aman dengan spesifikasi memori yang dikembangkan (PageFrame EllS)

Seper1i sudah disebutkan di atas. bahwa memori yang dikembangkan tiOOk

63

benar-benar ada di dalam ruang alamat sebelah pc. Berbagai Page Framemenyediakan window-window dalam memori yang konvensional porsi dari memoriekstra pada memory board yang dapat diakses. Standar LIM/EMS telah menyediakansuatu teknik dengan program dan data yang dapat. diswitch ke dalam dan keluarmemori yang konvensional melalui memori yang dikembangkan. Penswitch-anatau pemetaan (mapping) mengambil tempat dengan menggunakan bagian memori16K (atau lebih) yang dinamis dengan mengacu sebagai page Frame atau PageFrame EMS. Pada mesin Intel 80386 dan mesin-mesin yang mendukung LIM/EMS4,0, berbagai Page Frame EMS dapat berada dalam memori yang konvensional dansebesar 576K.

Memori yang Diperluas (Extended Memory)

Extended Memory hanya dapat diperoleh pada PC jenis AT (80286 ke atas).PC jenis ini dapat mengakses memori dari lokasi OK ke l6K, 384K (16M byte).Memori ini hanya dapat dialamatkan dalam jenis-jenis mesin 286/386 yang diproteksisehingga tidak dapat diperoleh langsung dengan beberapa aplikasi DOS.

Beberapa mesin jenis AT hadir dengan RAM lebih dari 640K, dimana RAM640K pertama yang disuplai ditempatkan mulai dari lokasi OK sampai dengan640K Kemudian RAM 384K masih sebagai cadangan untuk hardware (yaitu ROMBIOS), sehingga sisa dari RAM disuplai dengan PC jenis ini dan ditempatkanmulai dengan lokasi 1024K. RAM 384 ada di atas IBM dan berbeda dari memoriDOS berkemampuan tinggi yang ditunjuk sebagai memori yang diperluas. Hanyadaerah-daerah tertentu dari memori yang diperluas yang bisa digunakan untukmenempatkan kembali program-program dan perlengkapan drivenya. Daerah memoriberkemampuan tinggi (The High Memory Area = HIMA) dikendalikan olehspesifikasi memori yang diperluas (Extended Memory Specification =XMS), melaluiperlengkapan drivenya seperti Microsoft HIMEM.SYS.Pada sistem 386/486 ataubeberapa sistem 286, memori yang diperluas ini dapat diubah ke dalam memoriLIM/EMS, 4.0 yang dikembangkan.

Software yang dipakai seperti lotus 123 release 3.1, 0/S2 dan window 3.0mengakses memori yang diperluas.

HIMA disediakanpada64K,sehinggaprogramyangdapatcocokdi situharuslah64K atau kurang. HIMA' hanya mendukung muatan dari file-file COM danperlengkapan drive (khususnya file-file SYS), bukan file-file EXE.HIMA yangtidak mendukungmuatan lebihdari satu program atau perlengkapandrive di dalamdaerah. Dan untuk memaksimumkan daerah ini disarankan untuk menggunakanHIMA hanya untuk program-programdan perlengkapandrive yang lebih besar (diatas 64K).

64

KOMUNIKASI

81'

PENG-INTERFACE-AN YANG SERIAL (SERIAL INTERFACING)

Bagian ini meliputi informasi pada peng-interface-an dengan device-devie yangspesifik (IEEE.488 berada dalam materi sumber). Interface yang bersifat seri adalahinterface yang sedikitnya mempunyai sifat listrik yang kompleks gunamengimplementasikannya. Interface yang serial hanya membutuhkan satu kawatsinyal untuk membawa semua alur data dalam satu arah dan dua kawat sinyal untukalur data dalam dWIarah. Bagaimanapun interface yang serial mempunyai beberapalogika untuk merubah diantara arus-arus paralel dan serio Karena jumlah kawatlebih kecil dan biayanya rendah, maka arus-arus paralel dan serial ini dibakukan kedalam protokol-protokol yang sedikit luas digunakan dimana di situ terdapat chipinterface LSI.

I [ .. __H' .~.-~.J. ~

[

-- -

l

-~. :tPu~-'

J

'

...~ X"-,IT -. shillregi"Ier

L:-~=-

J- J~~~~= .....

L:g,ster

1

. Data bus

~ EJ'--

[

-Stal

~~-'.

.

. -.. -- CTRL

f~., READ/WRITE register..0 u ~ ._.E ~ SELECT --- ..

l~ ~~!;~-~~~;_~;.'~="~J '-'~~~~~~'UP~-T-. REOUEST

T riln"mitcr cloc~

Serial data out

Seri.., data in

Gambar 7.1: Struktur khas dari pangkalan I/O yang berbentuk serial

Strukturkhas dari sebuahpangkalanI/O yang serialditunjukkan.dalamgambardi atas, dan struktur ini sama dengan struktur pangkalan I/O secara umum yangtelah dibicarakan. Pangkalan ini berisi suatu interface bus dimana microprosesordapat mengirim perintah-perintahke pangkalan, membaca status pangkalan dan

66

mengakses register data input/output .dalam pangkalan, kemudian suatu baris penyisip(interrupt) memberitahukan operasi penyelesaian microprosesor. Perbedaanya adalahbahwa suatu konversi terjadi diantara alur data serial dan paraleL Bus microprosesoradalah suatu interface yang berbentuk paralel dengan 8 (atau 16) bit dalam sebuahtransaksi tunggaL Interface ke suatu device external adalah sebuah interface serialdimana data 8 (atau 16) bit dalam sebuah transaksi tunggal dan dikirim pada sebuahkawat output tunggal atau diterima pada kawat input tunggal satu persatu secarasekuensial.

Pada interface ada sebuah register alP XMIT yang termuat secara paralel darimicroprosesor bus data. Register dihubungkan secara peralel untuk sebuah registershift. Data dalam XMIT diberikanlditeruskan ke register shift, kemudian diubahsecara serial diubah secara serial pada sebuah baris 010 tunggaL Data lIP diterimasecara sekuensial dan diteruskan ke sebuah register shift, mengumpulkan bit-bitsampai register tersebut penuh. Kemudian data diteruskan dalam bentuk paraleldari register shift ke register yang diidentifikasi sebagai RCV dan selanjutnya kemicroprosesor bus. XMIT dan RCV membutuhkan dua register untuk buffer datayang transit melalui pangkalan untuk menghidari kendala waktu yang dihubungkandengan pengkombinasian (combining). Sebagai contoh: mengkombinasikan sebuahRCV dengan register shift yang menghubungkannya ke dalam satu register.

Sekali sebuah karakter ditransfer ke register buffer RCV, microprosesormempunyai suatu kemampuan untuk memindahkan karakter dari pangkalan I/Odan mengcopy-nya ke memori. Microprosesor dapat menetapkan tersedianya karakterdengan pengujian status pangkalan bit, pembedaan diantara sebuah buffer yangpenuh dan kosong atau pendeteksian suatu gangguan yang terbentuk padapenyelesaian dari penampungan karakter. Pemberian buffer (buffering) adalah suatuhal yang penting untuk mengkoreksi pengoperasian dan kinerja yang baik, dan olehkarena itu semua bentuk-bentuk serial pangkalan I/O diberi buffer yang samadenganyang ditunjukkan dalam diagram diatas. Biaya pemberian buffer dapat diadakanbilamana diiplementasikan dalam bentuk LSI.

BERBAGAI PROTOKOL VO YANG SERIAL.

Suatu protokol komunikasi adalah suatu pertunjukan (konvensi) transmisi datatermasuk fungsi-fungsi waktu, kontrol, pemformatan dan penyajian data. Itu semuatermasuk dalam dua katergori tergantung pada pengambilan waktu dan data hubunganserial, yaitu:

67

1. Protokol-protokol yang tidak sinkron - data yang berturut-turut muncul dalamalur data pada sembarang waktu, tanpa kontrol clock yang spesifIk, berpengarnhpada penundaan relatif diantara data-data.

2. Protokol-protokol yang sinkon - setiap data yang berturut-turut di dalam sebuahalur data, ditentukan oleh master clock dan muncul pada suatu interval khusussecara tepat waktu.

Protokol-protokol yang sinkron dan tidak sinkron banyak digunakan untukmengirimkan data serial dalam karaker 8 bit. Protokol-protokol yang tidak sinkronmempersatukan setiap karakter sehingga suatu pesan individual dan karakternyanampak pada alur data di sembarang waktu yang relatif. Bagaimanapun, di dalamsetiap k~akter, bit-bit dikirmkan pada saat sebelum clock rate ditentukan denganpasti (fixed predetirmined clock rate), Sebagai contohnya, kesinkronisan di dalamkarakter-karakter dan ketidak sinkronisan diantara karakter-karakter.

Protokol-protokol yang sinkron menghasilkan sebuah alur data pada suatuclock rate yang pasti dengan penentuan waktu tidak hanya di dalam karakter tapijuga diantara karakter ke karakter. Protokol yang sinkron mempunyai hardwareuntuk menyadap (extract) sebuah clock yang sinkron (synchronous clock) dari datayang barn masuk, yaitu pengoperasian yang mempunyai persyaratan lebih banyakdaripada pendekatan sisi (edge detection) yang digunakan di dalam suatu penerimayang tidak sinkron. Hal ini ditambah faktor-faktor lainnya, menunjukkan bahwaprotokol-protokol yang sinkron cenderung membutuhkan kerurnitan yang lebihdalam pemancar dan penerima bilamana dibandingkan dengan protokol-protokolyang tidak sinkron, tetapi protokol-protokol yang tidak sinkron lebih efektif bagipemakai komunikasi yang menggunakan lebar pita (bandwidth).. .

Kemampuan pendeteksi (detector) dan pengkoreksi (corrector) kesalahan dariprotokol-protokol basis dibedakan dalam dua sistem. Dalam protokol yang tidaksinkron, setiap pesan berupa sebuah data tunggal 8 bit. Satu bit data dapatmenyediakan suatu parity check. Dengan satu bit parity check, katakan, kesalahanbit tunggal atau kesalahan bit bilangan ganjil, akan terdeteksi tapi tidak terkoreksi.Oleh karena itu, melalui penggunaan parity check memungkinkan untuk menentukanpengkoreksi kesalahan dan pendeteksi kemampuan pada barisan karakter ke seluruhblock data. Hal ini di luar spesifIkasi dari protokol yang tidak sinkron, ~ehinggaperlu digabung ke dalam suatQ sistem hardware atau foftware, bukan digabung kedalam pangkalan I/O. .

. Di dalam protokol-protokol transmisi yang sinkron, dimana secara lchasmempunyai pesan-pesan betjumlah puluhan atau ratusan byte dan mempunyaipanjang cukupberlebih,termasukuntukmendeteksikesalahan-kesalahanyangpaling

68

mungkin dalam setiap blok data yang diberikan, serta menyediakan infonnasitambahan untuk tujuan pengawasanlain. Kelebihanpada tingkat blok memberikanproteksi kesalahan yang lebih tinggi untuk sejumlah bit pemeriksaan di dalamaliran data, sehingga penggunaan lebar pita lebih efisien.

Informasi pengawasan tambahan dalam setiap blok memperhitungkandefinisitingkat fungsi yang lebih tinggi di dalam membangun protokol yang sinkron, kedalam pangkalan I/O. Seperti misalnya,pentransmisianotomatis karakter individusangat sulit untuk meneruskan suatu saluran yang tidak sinkron, layaknya sepertitidak ada cara yang mudah untuk suatu penerima (receiver) guna mengatakankepada pemancar (transmiter)yang karaktemya untuk mengirimkankembali, atautidak untuk pemancar guna membedakanantara sebuah karakter barn atau karakteryang dipancarkan kembali. Untuk protokol-protokol yang sinkron, informasipengendaliandalamsetiapblokdapatberisibarisansejumlahblok,sehinggapenerimadapat meminta pemancarankembali dari blok-blok yang spesifik. Blok-blok yangtelah dipancarkan setiap diidentifikasioleh barisan-barisan. .

PROTOKOL-PROTOKOL YANG TIDAK SINKRON

Di dalam protokol-protokolini, persetujuanwaktu yang memisahkannyadarisyarat-syarat hubungan secara elektrik. Di sini hanya ada satu persetujuan waktudalam penggunaan yang luas, tetapi hubungan-hubungansecara elektrik biasanyamengikuti salah satu dari tiga sistem di bawah ini, yaitu:1. RS-232-C

2. 20 mA current loop3. RS-422, RS-423 dan RS-449

RS berpegang pada recomended standard dan mengacu kepada standar dariElectronics Industries Association (EIA) yang sudah dipublikasikan.

69

Persetujuan waktu

IDLE ofprior slop

--,-r ;r--'--T r--- T-- --1 ' --I -I I I I I I I I I II I I I I I I I I I

-_L--I_ I I ..l

'---y--"'--u 'v' - , '--- -- v ,)

Starl 8 data bits 1.1.5. or 2bit slop bits

START o o o o o o

Gambar 7.2: Format transmisi serial yang tidak sinkron

Gambar di atas menggambarkanwaktu bit untuk sebuah byte tunggal yangdipancarkan serial pada suatu hubungan yang tidak sinkron. Waktu kosongdiasumsikan berada dalam keadaan tinggi atau keadaan I. Setiap karakter mwlaidengan bit 0, diikuti oleh 8 bit data, yaitu bit I; 1,5atau 2 yang berdekatan.Di sinisebuah intervalbit diartikansebagaiperiode waktu yang pasti yang ditentukanolehsebuah local clock dalam pemancar dan penerima. -

Pemberian sinyal (isyarat) frekwensi biasanya menggunakan frekwensi-frekwensi 300 Hz, 600 Hz, 1200 Hz dan seterusnya hingga di atas 19,2 KHz. Didalam 8 bit data dari suatu karakter data, dipancarkan paling sedikit bit pertamasecara signifikan.Gambar di atas menunjukkanbagian 10000010yang tepat untukpenyandian AS~II (American Standard Code InformationInterchange) dari hurufA yang ditulis dengan paling sedikit bit yang signifikan di sebelah kanan yaitu01000001 =4116,

70

Awal dari berhentinya bit-bit menandakan permulaan dan akhir setiap karakterdan membolehkan suatu penerima mensinkronkan kembali sebuah local clock untuksetiap karakter barn. Sebuah karakter berawal pada sembarang waktu, oleh karenaitu, penerima harns mengetahui kapan tepi (edge) terjadi dengan tingkat akurasiyang memungkinkannya menjadi sampel pada bit selanjutnya yaitu bit 10 kemudian11 secara benar. Kunci penerima tidak serupa dengan kunci pemancar. Oleh karenaitu periode sampel dapat diberi jarak kurang atau lebih besar dari peri ode sebuahbit yang ditetapkan oleh clock pemancar. Penerima secara relatif tidak harnsmemikirkan kecepatan clock-nya, sebab penerima mencoba bit yang salah. Olehkarena itu, penerima mencoba menjadi bit sampel yang dekat dengan pusat periodebit. Jika suatu pemikiran yang bagus dibuat dari bit awal, maka penerimakemungkinan mencoba bit awal sesudah menunggu satu setengah periode bit, sesudahtransisi pendahulu (leading transition) dari bit awal. Kemudian penerima menunggusatu periode bit dan mencoba lagi sampai mencapai bit terakhir.

Setelah penerima mendeteksi pendahulu suatu karakter, maka masalahselanjutnya yaitu menggunakan hal ini sebagai dasar waktu untuk penyampelan bit-bit selanjutnya. Banyak penerima menggunakan fast clock dengan frekwensi bitsebanyak 16 kali putaran seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini.

Start bit

Jro.- First clock aller

I slart bit transilion

~I~'~.I!~l~l~~l~!~~~~~~..:==l_==-~T~16 16 16

Gambar 7.3: Mensinkronkan kembali suatu karakter dengan dasar waktu 16 X clock

71

Clock dapat digunakan untuk menyatakan awal karaker di dalam 1116periodebit. Seluruh penyampelan dikerjakan pada dasar waktu 16 x clock

1. Bilamana transisipendahulusebuahkarakter terji1di,maka registerpenghi~ngjelas.

2. Penghitung menaik untuk setiap tick dari waktu 16 x clock

3. Bilamanaregisterpenghitungmencapainilai8, makapenghitungtelahmencapaipertengahan dari bit awal, dan kemudian dijadikan sampel sehingga regiseterpenghitung jelas.

4. Sesudah itu, setiap saat regiseter penghitung mencapai nilai 16, bentukgelombang (wavefonn) dijadikansampel,sehinggapenghitungjelas sampai bitterakhir berhenti, kemudian barn dijadikan sampel.

5. Jika bit-bit berhentinya benar, karakter diterima, kemudian diisi ke dalamsebuah buffer. maka proses dimulai lagi dari tahap 1.

Contoh ini menggunakanpenerima 16 x clock, tetapi kecepatanberlipat yanglain bisa digunakan receiver clocks yang lebih tinggi yang memberikan resolusilebih baik tetapi ada keuntungan-keuntungankhusus yang lain.

Interface R5-232-C

Suatu standar interface yang telah dikenal secara luas, bermula dikembangkanuntuk data pengembangan komunikasi pada jaringan telpon umum melalui sebuahmodem (modulator demodulatior). Modem mengubah bit-bit data 0 dan 1ke dalamberbagai frekwensi tinggi-rendah yang cocok untuk transmisi sambungan telepon.Hal ini telah diubah untuk komunikasi dari terminal (PC) langsung ke komputer

72

--------_._--

Modern orolher Telecom

equipment

22, RING INDICATOn

__.20_.. DATA TERM READY8

, CARRIER OETECTSignal ground 7

6, DA1A SET nEADY

5,.' CLR TO SEND"

-f1EO TO serIO3

RF.CIEVE2

2 .. '.

I RANSMIT I .-~... Sh~~~~ g.~_oUlld.. __~___..

, J_ 8

Tf1ANSMII

.--.

Gambar 7.4: Inteiface RS-232-C dengan berbagai peratGtan komunikasi

Gambar di atas menunjukkan indikasi standar dengan implementasi aslinya,dengan ilustrasi yang menunjukkan dua ground (bumi-titik-titik yang mengacuvoltase nol). Ground pelindung (shield ground) sebaiknya hanya digunakan jikaaman, untuk menghubungkan kerangka dari dua device bersama-sama. Sinyal groundyang dinyatakan seperti pada gambar di atas, menyediakan vollase yang mengacuke nol (zero reference voltage) sebagai umumnya suatu referensi. Sebagai sinyalground yang mengacu ke nol, maka sinyal ground tidak dipisahkan dari groundpelindung/kerangkanya, sehingga hal ini memungkinkan masalah-masalah dapatmuncul karena suatu fenomena yang mengacu pada loop-loop bwni (earth loops)yang merupakan suatu sumber gangguan. Bentuk standar merekomendasikan bahwasebuah jarak yang tidak lebih dari 100 feet digunakan untuk jenis peng-inferface-an ini diantara bagian-bagian device. Untuk jarak yang lebih besar, dianjurkanmenggunakan metode antar hubungan (inerconnectiol1) yang lain.

Standar RS-323-C menggambarkan 21 sinyal dan 21 pin penghubung secarafisik untuk komunikasi yang tidaksinkron. Dalam gambar di atas, interface terminaVkomputer terletak di kiri dan modem terletak di kanan, mempunyai pasangan kawat

73

--..-..

TerminAl orcompulr

R'NG ,ND'CATOR I22

DATA TERM READY

CAnRIER OETECTI

7-

OATA SEl READY rCLR '10 SEND 5

REO 10 SENDI 3

lleCIEVE

untuk TRANSMIT dan RECEIVE yang keduanya merupakan sinyal yangkompatibel. Sinyal-sinyal lain memantulkan protokol telepon modem. REQ TOSEND and CLR TO SEND ke karakteristik-karakteristik gqris-garis setengah duplex(half duplex lines) adalah memenuhi lalu lintas dua arah (bidirectional traffic),tetapi hanya mengirim satu arah pada suatu saat. Terminal memberikan tanda-tandasebuah modem dengan REQ TO SEND, bilamana terminal tersebut mengharapkanmengirim sebuah karakter. Karekter ditunggu sampai modem berubah dari sebuahpenerimaan ke bentuk pemancar. Bilamana modem yang berkemungkinan untukmemacarkan karakter, sinyal CLR TO SEND dikeluarkan ke terminal yangmembolehkan transmisi. Garis tertutup bilamana berubah berubah dari bentukmemancarkan ke dalam bentuk penerima.

Bilamana hubungannya adalahfull-duplex, memancarkan dan menerima dapatdikeluarkan bersama-sama kemudian CLR TO SEND dan REQ TO SEND bertahanpada suatu voltase yang konstan. Fullduplex memerlukan cara komunikasi yanglebih normal dari pada half-duplex.

Dua sinyal yang siap termasuk dalam DATASETREDY yang standar untukmenujukanbahwamodemsedangdalampengoperasiandan DATATERM READY,bilamana terminal dalam keadaan operasional. Kedua sinyal ini kadang-kadangdihubungkan ke power suplai dan menyala apabila perlengkapan (device) dinaikantenaganya (powered-up ). DATA SET READY dapat digunakan tidak sekedar sebuahindikator yang tenaganya dihidupkan, tetapi juga untuk menunjukan bahwa medemdihubungkan ke garis komunikasi sebagai pengganti dari suatu tahap uji atau tahapyang tak terhubung.

CARRIER DETECT dan RING INDICATOR merupakan fungsi telepon. RINGINDICATOR ditegaskan/ditetapkan selama periode nada bunyi yang ada padatelepon pada garis komunikasi. Bilamana bunyi telepon terdeteksi pada pangkalanI/O komputer, maka pangkalan akan menetapkan suatu gangguan (interrupt) yangmulai suatu hubungan jarak jauh segera aktif. Jika sinyal hilang, maka akanmenyebabkan suatu gangguan pada pangkalan I/O komputer.

Hubungan-hubungan yang ditunjukkan dalam gambar diatas adalah benar-benar hubungan untuk suatu terminal atau untuk sebuah komputer yang dihubungkanmodem. Keadaan-keadaan yang paling banyak diterima adalah hubungan PC kekomputer (main frame) melalui suatu hubungan (link) RS-232 yangjika dihubungkanakan menimbulkan konflik secara elektrik dan kedua garis RECEIVE DATA akandihubungkan bersama-sama sebagai TRANSMITTED DATA. Untuk menghindarikeadaan ini, garis-garis tersebut dihubungkan silang (di-cross) seperti yang ditunjukdalam gambar berikut ini.

74

.~ - --- ._ .'_n_ ...,.

lcrrllinal f)f

complll'!r

(Mminal crcompul",

RING ItlOlCATOR

DAlA TERt.1 READY

CARRIER OETECT

22

2022 .J RING INDICATOR

RECIEVED DATA

20DATA TERM ~lEADY

SIGNAL GROUND

8 '_ /'<--

-- --.1.-_-- --_,7<'''_--.,

8CARRIER DETECT

7SIGNAl. GROUtW

OA1A SF: I READY .__~ 0-

5

"-~-I

lIATA SF r READY

CI.R 10 SEND

REOUESI TO SEND

5

L.-;___CtR TO SEND

REOUEST TO SEND

RECIF.VED OA1A

lllANSMITCI) DATA lRANSt.1I1EO lIAlA

'_0._- _. ._... _. - '-' --. ,-

Gambar 7.5: Inteiface RS-232 dari tenninallkomputer ke terminallkomputer

TRANSMITfED DATA dan RECEIVE DATA disilang, seperti sistem full-duplex. Karena REQUEST TO SEND dan CLEAR TO SEND debutuhkan tidak

terlalu lama, maka arah panah keduanya dilipat (lihat gambar) terbalik pada keduanyadan karena itu permohonan (request) tetapi selalu di~rbolehkan. Garis titik-titikmenunjukan bahwa REQ TO SEND dapat digunakan untuk menunjukan sebuahCARRIES yang telah derditeksi. DATA SET READY dan DATA TERMINAL

READY disilang sehingga setiap akhir dari hubunga~ (link) dapat mendeksikehadiran suatu persiapanlkesiapan pada akhir yang lain. Didalam pekerjaan yangtelah diselesaikan cukup panjang, tingkat voltase yang menyatakan sebuah garistelah berada dalam TTL (Transistor-transistor logic) yang kompatibel, yaitu > 2,0V untuk logika positip "I" (secara normal5V) dan >0,8 V untuk logika positip "0"(secara normal 0 V).

Meskipun standar RS-232 membutuhkan >3V untuk logika 0 dan <-3V untuklogika 1 (tanda untuk I dan ruang untuk 0), dalam prakteknya tingkat voltasedigerakkan dengan power suplai :t 12V atau :t 15F, sedemikian sehingga bahwarentangan voltase (voltage swing) diantara 1 dan 0 adalah lebih dari 20V. Sirkuit

75

transaksi diperbolehkan untuk perubahan tingkat voltase. Suatu MC 1488 menerimatingkat-tingkat input ITL dan menghasilkan tingkat-tingkat output RS-232-C(Voltase O/Psebenamya adalah sebuah fungsi dari berbagai voltase suplai) l:Ianpenerima MC1489 menerima voltase RS-232-C dan mengubahnya ke voltase ITLyang sesuai.

Rentangan voltase yang besar dibutuhkan guna menyediakan gabungan noise(noise community) pada suatu hubungan komunikasi. Tingkat voltase ITL sangatsensitif terhadap noise untuk jarak komunikasi yang terlalu jauh.

PANGKALAN PRINTER YANG PARALEL DARI CENTRONICS

Centronics adalah sebuah perusahaan yang membuat printer-printer komputerdan perangkat keras lain lain. Sekarang ini Interface paralel yang biasa menjalankanprintemya telah menjadi komputer-komputer rnikro yang digunakan secara luas.Interface didisain untuk menstransfer byte-byte data (selalu dengan kode ASCII),ke suatu printer dan mengembalikan informasi tentang pengoperasian printer.

DATA STROBE INPUT FROM COMPUlER

PARALEL DATA FROM COMPUTER

DATA ACKNOWLEDGE OUTPUT FROMPRINTER

BUSY OUTPUT FROM PRINTER

PAPER EMPTY OUI'PUT FROM PRINTER

SELECTED OUTPUT FROM PRINTER

NOT USED - NOT ERMINA TED

NOT USED - NOT TERMINATED

SIGNAL GROUND

1 STROBE2 DATA I

3 DATA 2

4 DATA 3

5 DATA 4

6 DATA 5

7 DATA 6

8 DATA 7

9 DATA 8-10 ACK

11 BUSY

12 PE

13 SLCT

14 ='OV

i5 OSCXT16 GROUND

76

Gambar yang diperlihatkan memberikan pinout dari 36 pin penghubung D(Seri sharp AMP PIN 2275-1) yang digunakanuntuk interfaceCentronics. Data didalam bentuk seperti kode ASCII ditempatkanpada pin-pin data (2-9) dan strobedata (STROBE) yang dibawa LOW mengunci (latch) data keluar ke printer.

Bentuk standar printer secara mekanis telah dikembangkan denganmendefmisikanstrobe yang mempunyai panjang paling sedikit I fls. Data outputdan data input yang berada pada semua tingkat TIC, menggunakan bagian kawatyang terbelit untuk mengurangi noise. Sinyal tanda sibuk digunakan untukmenunjukkan bahwa printer, yaitu cetakannya yang berupa printout, bahan-bahankertas atau dalam setiap kondisi yang akan mencegah output dari byte data lain.Bilamana sinyal tanda sibuk kembali LOW, sinyal-sinyal ACKNOWLEDGEmengikuti sinyal tanda sibuk dan menunjukkanpenyelesaiankerja printer.

77

17 GROUND CHASSIS GROUND

18 + 5V

19-30

31 INPUT PRIME

32 FAULT

33-36