ORGANISASI KOMPUTER MATA KULIAH:

PRODI PENDIDIKAN TEKNIK INFORMATIKA DAN KOMPUTER

JURUSAN PENDIDIKAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS NEGERI MAKASSAR

SISTEM BUS

1

2013

CREATED BY:

2

FRANS RUMENGAN D. 1129040049

PTIK 02 2011

Prosessor, memori utama 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 kelakuan berbagai perangkat

yang terhubung ke bus yaitu kapan harus meletakkan

informasi ke dalam bus, menyatakan sinyal control dan lain

sebagainya.

3

Beberapa sistem bus yang terdapat pada komputer, yaitu:

A. Synchronous Bus

B. Asynchronous Bus

C. Sirkuit Antar Muka

D. Antar Muka Input Output Standar

1. Bus Peripheral Component Interconnect (PCI)

2. Bus SCSI (Small Computer System Interface)

3. Universal Serial Bus (USB)

4

Dalam synchronous bus, semua perangkat mendapatkan informasi

timing dari jalur clock bersama. Pulsa yang berjarak setara pada jalur ini

mendefinisikan waktu yang setara. Dalam bentuk yang paling sederhana

suatu synchronous bus, tiap interval ini merupakan suatu bus cycle dimana

satu transfer data. Skema semacam itu diilustrasikan pada gambar berikut,

jalur alamat dan data ada gambar.

5

6

SYNCHRONOUS BUS

Transfer Multiple-Cycle

Skema yang di deskripsikan pada gambar tersebut

menghasilkan desain sederhana untuk antar muka perangkat. Akan

tetapi, skema tersebut memiliki beberapa keterbatasan.

Untuk megatasi keterbatasan ini, kebanyakan bus

menggabungkan sinyal kontrol yang menyatakan respon dari

perangkat tersebut. Sinyal ini memberitahu master bahwa slave telah

mengenali alamatnya dan telah siap untuk berpartisipasi dalam

operasi data transfer. Bus tersebut juga memungkinkan untuk

mengatur durasi periode data transfer untuk menyesuaikan dengan

kebutuhan perangkat yang berpartisipasi.

7

Pada asynchronous bus untuk mengontrol transfer data pada bus

berdasar pada penggunaan handshake antara master dan slave. Konsep

handshake adalah generealisasi dari ide sinyal Slave-ready. Clock umum

digantikan dengan dua jalur control timing, Master-ready dan Slave-ready.

Yang pertama dinyatakan oleh master untuk mengindikasikan telah siap

melakukan transaksi, dan yang kedua adalah respon dari Slave.

8

Pilihan pada suatu desain tertentu melibatkan pertukaran antara

berbagai faktor seperti:

1. Kesederhanaan antar muka perangkat.

2. Kemampuan untuk mengakomodasi antar muka perangkat yang

menyatakan jumlah jeda yang berbeda.

3. Waktu total yang diperlukan untuk transfer bus.

4. Kemampuan untuk mendeteksi error yang dihasilkan dari

pengalamatan perangkat yang tidak ada atau dari kegagalan antar

muka.

9

Suatu antar muka I/O terdiri dari sirkuit yang diperlukan untuk

menghubungkan perangkat I/O ke bus computer, pada satu sisi antar muka

kita memiliki sinyal bus untuk alamat, data, dan kontrol. Pada sisi yang

lain kita memiliki jalur data dengan kontrol yang sesuai untuk mentransfer

data antar muka dan perangkat I/O. Sisi ini disebut port, yang

diklasifikasikan sebagai port paralel dan serial.

10

Dalam hal port paralel, koneksi antar perangkat dan

komputer menggunakan konektor multiple-pin dan kabel dengan

banyak kawat, biasanya diatur dalam konfigurasi datar. Sirkuit pada

kedua ujung relative sederhana, karena tidak ada kebutuhan untuk

mengkovensi antara format serial dan paralel. Pengaturan ini cocok

untuk perangkat yang secara fisik dekat dengan computer. Untuk

jarak jauh, persoalan timing skew yang disebutkan sebelumnya

membatasi kecepatan penggunaan data. Format serial lebih mudah

dan cost-effective dengan memerlukan kabel yang lebih panjang

11

1. Bus Peripheral Component Interconnect (PCI)

Bus PCI adalah contoh yang baik dari sistem bus yang muncul

dari kebutuhan standarisasi. Bus tersebut mendukung fungsi yang

terdapat dalam bus prosesor tetapi dalam format tersetandarisasi 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.

12

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. Software

menangani bagian selanjutnya.

13

Transfer Data

Bus mendukung tiga ruang alamat mandiri:memory, I/O, dan

konfigurasi. Dua yang pertama adalah self explanatory. Ruang alamat

I/O dimaksudkan untuk penggunaan dengan prosesor, seperti pentium,

yang memiliki ruang alamat I/O terpisah

14

Nama Fungsi

CLK

FRAME#

ADD

C/BE#

IRDY#, TRDY#

DEVSEL#

IDSEL#

Clock 33-MHz atau 66-MHz.

Dikirm oleh initiator untuk mengindikasikan durasi

suatu transaksi.

32 jalur alamat/data, yang dapat secara opsional

ditingkatkan ke 64.

4 jalur perintah/byte-enable (8 untuk bus 64-bit).

Sinyal initiator-ready dan target-ready.

Respon dari perangkat yang mengindikasikan bahwa

telah mengenali alamatnya dan siap untuk transaksi

transfer data.

Initialization Device select.

15

Konfigurasi Perangkat

Pada saat perangkat I/O dihubungkan dengan suatu computer,

beberapa aksi diperlukan untuk mengkonfogurasi perangkat dan

software yang berkomunikasi dengannya. Perangkat tersebut diberi

alamat selama proses inisialisasi. Hal ini berarti selama operasi

konfigurasi bus, perangkat tidak dapat diakses berdasarkan alamatnya,

seakan perangkat tersebut belum memiliki alamat. Karenanya, ruang

alamat konfigurasi menggunakan mekanisme yang berbeda.

16

Karakteristik Elektrik

Bus PCI telah didefinisikan untuk beroperasi dengan suplai daya

5 atau 3.3 V. Motherboard mungkin didesain untuk beroperasi dengan

kedua system signaling tersebut. Konektor pada board ekspansi didesain

untuk memastikan bahwa konektor tersebut dapat dicolokkan hanya pada

motherboard yang kompatibel.

17

2. Bus SCSI (Small Computer System Interface)

Standar bus SCSI telah mengalami banyak revisi, dan

kemampuan transfer data telah meningkat sangat besar, hampir dua

kali setiap tahun. SCSI-2 dan SCSI-3 telah didefinisikan dan masing-

masing memiliki beberapa opsi. Bus SCSI memiliki 8 jalur data yang

disebut narrow bus dan mentransfer data 1 byte pada satu waktu.

Sebagai alternatif, bus wide SCSI memiliki 16 jalur data dan

mentransfer data 16 bit pada satu waktu.

18

Sinyal Bus

Sekarang kita mendeskripsikan operasi bus SCSI dari sudut

pandang hardware. Sinyal bus diringkas pada Tabel 2 (ada pada copyan

makalah).

Arbitration

Bus bebas pada saat sinyal BSY berada pada keadaan inactive

(highvoltage). Kontroler apapun dapat merequest penggunaan bus tersebut

pada saat bus tersebut berada dalam keadaan ini karena dua atau lebih

kontroler dapat menghasilkan riquest pada saat yang sama, maka harus

diterapkan skema arbitration. Kontroler me-request bus tersebut dengan

menyatakan sinyal-BSY dan dengan menyatakan jalur data yang

berhubungan dengannya untuk mengidentifikasi dirinya.

19

Selection

Kontroler target yang dipilih merespon dengan menyatakan –

BSY. Hal ini menunjukkan pada initiator bahwa koneksi yang di-request

telah terbentuk, sehingga initiator dapat menghapus alamat dari jalur data.

Proses selection telah selesai dan kontroler target (kontroler 5)

menyatakan –BSY. Dari titik ini, kontroler 5 memiliki bus control,

sebagaimana diperlukan untuk fase transfer informasi.

Transfer Informasi

Informasi yang ditranfer antara dua kontroler dapat berisi

perintah dari initiator ke target, respon status dari target ke initiator, atau

data yang sedang ditransfer kea tau dari perangkat I/O.

20

Reselection

Pada saat koneksi logika ditangguhkan dan taget siap untuk

memulihkannya, maka target harus terlebih dahulu memperoleh control

bus. Target memulia siklus arbitration, dan setelah memenangkan

arbitration, target memilih kontroler initiator dengan cara yang tepat sama

dengan yang dideskripsikan diatas. Tetapi dengan peranan target dan

initiator dibalik, initiator sekarang menyatakan –BSY.

21

3. Universal Serial Bus

Universal Serial Bus (USB) adalah standar bus serial untuk

perangkat penghubung, biasanya kepada computer namun juga

digunakan di peralatan lainnya seperti kontrol permainan, ponsel dan

PDA. Sinergi antara komputer dan komunikasi adalah jantung revolusi

teknologi informasi saat ini. Sistem komputer modern tampaknya

melibatkan berbagai variasi perangkat seperti keyboard, mikrofon,

kamera, speaker dan perangkat display.

Batasan Port

Port paralel dan serial menyediakan titik koneksi general-purpose

yang dapat digunakan untuk menghubungkan berbagai perangkat dari

low- hingga medium-speed ke komputer.

22

Karakteristik Perangkat

Jenis perangkat yang dapat dihubungkan ke komputer meliputi fungionalitas

dalam skala luas. Batasan kecepatan, volume, dan timing berhubungan dengan transfer data

ke dan dari perangkat semacam itu sangat bervariasi.

Plug-and-Play

Dengan komputer menjadi bagian dari kehidupan sehari-hari, keberadaannya

menjadi semakin transparan. Fitur plug-and-play berarti bahwa perangkat baru, seperti

speaker tambahan dapat dihubungkan kapanpun pada saat system beroperasi.

Arsitektur USB

Pembahasan di atas menunjuk pada kebutuhan akan sistem interkoneksi yang

menggabungkan biaya renda, fleksibilitas, dan bandwidth data-transfer yang tinggi.

(Makalah)

23

Pengalamatan

Pada pembahasan operasi input dan output sebelumnya, kita

menjelaskan bahwa perangkat I/O biasanya diidentifikasi dengan menetapkan

alamat memori yang unik untuknya. Sebenarnya, suatu perangkat biasanya

memiliki beberapa lokasi addressable untuk meng-enable software mengirim

dan menerima informasi kontrol dan status dan untuk mentransfer data.

Protokol USB

Semua informasi yan ditransfer melalui USB diatur di dalam paket,

dimana suatu paket terdiri dari satu atau lebih byte informasi. Terdapat banyak

tipe paket yang melakukan berbagai fungsi kontrol. Informasi yang ditransfer

pada USB dapat dibagi menjadi dua kategori besar:

a) Paket kontrol. b) Paket data.

24

Isochronous Traffic pada USB

Salah satu tujuan utama USB adalah mendukung transfer data

isochronous, seperti sampled voice, dalam cara sederhana. Perangkat yang

menghasilkan atau menerima data isochronous memerlukan referensi waktu

untuk mengontrol proses sampling. Untuk menyediakan referensi ini, transmisi

melalui USB dibagi dalam frame dengan panjang yang setara.

Karakteristik Elektrik

Karakteristik elektrik yang digunakan untuk koneksi USB terdiri dari

empat kawat. Dua digunakan untuk membawa daya, +5V dan Ground.

Sehingga, hub atau perangkat I/O dapat langsung mendapat daya dari bus atau

memiliki koneksi daya eksternal sendiri. Dua kawat yang lain digunakan untuk

membawa data. Skema signaling yang berbeda digunakan untuk kecepatan

transmisi yang berbeda. 25

SEMOGA BERMANFAAT

26