STRUKTUR SISTEM BUS JURUSAN MULTI MEDIA

MATERI : STRUKTUR SISTEM BUS

JURUSAN MULTI MEDIA

PENGERTIAN BUS DAN SISTEM BUS

Bus merupakan lintasan komunikasi yang menghubungkan dua atau lebih perangkat komputer. Karakteristik penting sebuah bus adalah bahwa bus merupakan media transmisi yang dapat digunakan bersama. Sejumlah perangkat yang terhubung ke bus dan suatu sinyal yang ditransmisikan oleh salah satu perangkat ini dapat ditermia oleh salah satu perangkat yang terhubung ke bus. Bila dua buah perangkat melakukan transmisi dalam waktu yang bersamaan, maka sinyal-sinyalnya akan bertumpang tindih dan menjadi rusak. Dengan demikain, hanya sebuah perangkat saja yang akan berhasil melakukan transimi pada suatu saat tertentu.

Umumnya sebuah bus terdiri dari sejumlah lintasan komunikasi atau saluran. Masing-masing saluran dapat mentransmisikan sinyal yang menunjukkan biner 1 dan biner 0. Serangkaian digit biner dapat ditransmisikan melalui saluran tunggal. Dengan mengumpulkan beberapa saluran dari sebuah bus, dapat digunakan mentransmisikan digit biner secra bersamaan (paralel). Misalnya sebuah satuan data 8 bit dapat ditransmisikan melalui bus delapan saluran.

Sistem komputer terdiri dari sejumlah bus yang berlainan yang menyediakan jalan antara dua buah komponen pada bermacam-macam tingkatan hirarki sisterm komputer. Sebuah bus yang menghubungkan komponen-komponen utama komputer (CPU, memori, input/output) disebut bus sistem. Struktur interkoneksi komputer yang umum didasarkan pada penggunaan satu bus sistem atau lebih.

Sejarah Perkembangan Bus

a.       Generasi Pertama

Beberapa dari masalah yang ditemui instruksi - instruksi, diantaranya ialah adanya interupsi. Komputer menangani interupsi (permintaan dari modul I/O) tersebut dengan menunggu sampai looping pada interupsi tersebut selesai dan perangkat external komputer kembali siap untuk bekerja.

Beberapa waktu setelah itu,beberapa komputer mulai untuk mentransfer data dari memori ke seluruh bagian CPU. Dalam hal ini, komputer akan memprioritaskan pentransferan data melalui bus ke bagian program yang diinterupsi. Sistem bus pada mikrokomputer hakekatnya terhubung langsung ke pin – pin pada CPU atau dengan cara melewati amplifier untuk menghubungkannya.

Memory dan device lainnya akan ditambah ke bus dengan menggunakan alamat yang sama dan pin – pin data yang ada pada CPU secara paralel. Komunikasi antar device tersebut dikontrol oleh CPU, yang mana data dibaca dan ditulis dari device - device yang ada baik dari maupun ke memori,seluruhnya dibawah kendali CPU. Bahkan kadangkala hal tersebut dilakukan dalam 1 waktu.

Seperti yang pernah dibicarakan sebelumnya, device – device komputer mengeluarkan interupsi (pemintaan pelayanan) ke CPU dengan cara memberikan sinyal – sinyal melalui pin – pin pada CPU. Umpamanya, pengontrol disk drive memberikan sinyal interupsi ke CPU, yaitu diantaranya memberitahukan kepada CPU bahwa data yang ada pada memori tersebut telah siap dibaca. Dengan begitu CPU akan memindahkan data dengan membaca alamat memori yang diberikan oleh disk drive tersebut. Hampir semua mikrokomputer dibangun dengan menggunakan metode ini, yakni dimulai dengan bus S-100 di Altair.

Sebagian besar tokoh di PC IBM, terus bekerja keras untuk mengembangkan metode pentransferan data yang ada pada komputer sebelumnya dengan mengimplementasikan bus – bus I/O secara terpisah, meskipun jika dilihat secara keseluruhan, dari segi pengaksesan perangkat keras maupun memori, hal tersebut tidak meningkat terlalu signifikan. Sistem bus yang sederhana ini memiliki permasalahan yang serius ketika digunakan pada komputer untuk kepentingan umum (general purpose computer). Seluruh peralatan yang ada pada bus memiliki kemampuan untuk berkomunkasi dengan kecepatan yang sama dan dalam waktu yang sama pula. Meningkatkan kecepatan komputer merupakan pekerjaan yang berat, karena yang pertama kali harus ditingkatkan kecepatannya ialah keseluruhan kerja dari device – device komputer yang ada dengan sebaik mungkin. Ketika kerja device – device yang ada tidak dapat dipercepat secepat kerja komputer baik secara praktek maupun ekonomis, maka CPU akan bekerja lebih lambat untuk sementara demikian pula kecepatannya untuk berhubungan dengan device - device tersebut. Sementara itu bus sistem juga bekerja lebih berat untuk mengkonfigurasikan ketika dibangun dari perlengkapan yang biasa. Karena membutuhkan penambahan kartu ekspansi dan membutuhkan banyak jumper dalam satu set alamat memory, I/O, prioritas interupsi dan nomor interupsi

b.      Generasi Kedua

Sistem bus generasi kedua dinamakan NuBus, sebagai penyelesaian dari berbagai masalah. NuBus memisahkan komputer menjadi dua yaitu (CPU dan memory) dan perangkat keras lainnya, dengan sebuah bus controller di antaranya. Ini akan membuat CPU menjadi lebih cepat tanpa dipengaruhi BUS. Ini menyebabkan lebih banyak beban untuk memindahkan data keluar dari CPU dan masuk kedalam kartu melalui bus Controller. Jadi perangkat keras pada BUS dapat terhubung ke setiap bagian tanpa intervensi dari CPU. bus semacam ini dapat memindahkan lebih banyak data disesuaikan dengan besarnya data yang akan dipindahkan, mulai dari 8 bit perdetik secara paralel pada generasi pertama, hingga 16 atau 32 bit perdetik. Semakin waktu semakin baik sejalan dengan perkembangan software setup-nya. ( sekarang menjadi suatu standar dari plug-nplay) untuk menggantikan jumper.

Bagaimanapun juga sistem baru ini memberikan suatu kualitas yang lebih baik dari generasi sebelumnya. Oleh karena itu setiap bus dapat terhubung dalam kecepatan yang sama. Ketika CPU dan Memory dirancang terpisah CPU pun terus berkembang sehingga dapat meningkatkan kecepatannya. CPU dan Memory dapat meningkatkan kecepatan lebih cepat dari bus. Jadi kecepatan bus  sekarang lebih lambat dari pada apa yang sistem modern butuhkan. Komputer menjadi lebih berat dalam menyalurkan data. Contoh dari masalah ini adalah kartu video yang sangat cepat seperti bus baru yaitu PCI, dan komputer mulai memasang AGP hanya untuk digunakan sebagai kartu video. Pada tahun 2004 AGP terus berkembang menjadi lebih besar sebagai kartu video high-end, dan  akhirnya digantikan oleh keberadaan bus baru PCI Express. Dengan penambahan jumlah dari perangkat keras external ini akan membuat sistem bus bekerja dengan baik. Ketika disk drive pertama kali diperkenalkan, ini akan ditambahkan ke CPU dengan sebuah kartu ke dalam bus.

Oleh karena itu komputer – komputer memiliki banyak slot diatas bus. Tapi pada pertengahan tahun 1980 dan 1990, sistem baru seperti SCSI dan IDE diperkenalkan untuk melayani kebutuhan tersebut, meninggalkan banyak slot pada sistem modern. Sekarangbus berbeda dalam suatu komputer yang didukung oleh berbagai macam perangkat keras.

c.    Generasi Ketiga

Pada generasi ketiga ini bus telah muncul di pasaran sejak tahun 2001 yang menyertai Hyper Transpord dan InfiniBand. Bus ini sangat flexible dalam menghubungkannya. Bus ini dapat digunakan bersama seperti internal bus. Sebaiknya sambungan mesin bersama akan menyelesaikan permasalahan ketika mencoba meminta service atau pelayanan yang berbeda. Pembuat software berkerja keras untuk menyesuaikan dengan sistem ini, karena tidak sesuai dengan perangkat keras itu sendiri, umumnya bus pada generasi ketiga ini cenderung untuk suatu network dari pada konsep dasar suatu bus, bus dengan protokol tinggi lebih dibutuhkan dari sistem yang juga memberikan multiple device untuk digunakan dalam satu bus.

 

STRUKTUR BUS

Sebuah bus sistem terdiri dari 50 hingga 100 saluran yang terpisah. Masing-masing saluran ditandai dengan arti dan fungsi khusus. Walaupun terdapat sejumlah rancangan bus yang berlainan, fungsi saluran bus dapat diklasifikasikan menjadi tiga kelompok, yaitu saluran data, saluran alamat, dan saluran kontrol. Selain itu, terdapat pula saluran distribusi daya yang memberikan kebutuhan daya bagi modul yang terhubung.

A. Saluran Data

Saluran data memberikan lintasan bagi perpindahan data antara dua modul sistem. Saluran ini secara kolektif disebut bus data. Umumnya bus data terdiri dari 8, 16, 32 saluran, jumlah saluran diakitakan denang lebar bus data. Karena pada suatu saat tertentu masing-masing saluran hanya dapat membawa 1 bit, maka jumlah saluran menentukan jumlah bit yang dapat dipindahkan pada suatu saat. Lebar bus data merupakan faktor penting dalam menentukan kinerja sistem secara keseluruhan. Misalnya, bila bus data lebarnya 8 bit, dan setiap instruksi panjangnya 16 bit, maka CPU harus dua kali mengakses modul memori dalam setiap siklus instruksinya.

B. Saluran Alamat

Saluran alamat digunakan untuk menandakan sumber atau tujuan data pada bus data. Misalnya, bila CPU akan membaca sebuah word data dari memori, maka CPU akan menaruh alamat word yang dimaksud pada saluran alamat. Lebar bus alamat akan menentukan kapasitas memori maksimum sistem. Selain itu, umumnya saluran alamat juga dipakai untuk mengalamati port-port input/outoput. Biasanya, bit-bit berorde lebih tinggi dipakai untuk memilih lokasi memori atau port I/O pada modul.

C. Saluran Kontrol

Saluran kontrol digunakan untuk mengntrol akses ke saluran alamat dan penggunaan data dan saluran alamat. Karena data dan saluran alamat dipakai bersama oleh seluruh komponen, maka harus ada alat untuk mengontrol penggunaannya. Sinyal-sinyal kontrol melakukan transmisi baik perintah maupun informasi pewaktuan diantara modul-modul sistem. Sinyal-sinyal pewaktuan menunjukkan validitas data dan informasi alamat. Sinyal-sinyal perintah mespesifikasikan operasi-operasi yang akan dibentuk. Umumnya saluran kontrol meliputi : memory write, memory read, I/O write, I/O read, transfer ACK, bus request, bus grant, interrupt request, interrupt ACK, clock, reset.

ELEMEN-ELEMEN RANCANGAN BUS

JENIS BUS

Saluran bus dapat dipisahkan menjadi dua tipe umum, yaitu dedicated dan multiplexed. Suatu saluran bus didicated secara permanen diberi sebuah fungsi atau subset fisik komponen-komponen komputer.

Sebagai contoh dedikasi fungsi adalah penggunaan alamat dedicated terpisah dan saluran data, yang merupakan suatu hal yang umum bagi bus. Namun, hal ini bukanlah hal yang penting. Misalnya, alamat dan informasi data dapat ditransmisikan melalui sejumlah salurah yang sama dengan menggunakan saluran address valid control. Pada awal pemindahan data, alamat ditempatkan pada bus dan address valid control diaktifkan. Pada saat ini, setiap modul memilki periode waktu tertentu untuk menyalin alamat dan menentukan apakah alamat tersebut merupakan modul beralamat. Kemudian alamat dihapus dari bus dan koneksi bus yang sama digunakan untuk transfer data pembacaan atau penulisan berikutnya. Metode penggunaan saluran yang sama untuk berbagai keperluan ini dikenal sebagai time multiplexing.

Keuntungan time multiplexing adalah memerlukan saluran yang lebih sedikit, yang menghemat ruang dan biaya. Kerugiannya adalah diperlukannya rangkaian yang lebih kompleks di dalam setiap modul. Terdapat juga penurunan kinerja yang cukup besar karena event-event tertentu yang menggunakan saluran secara bersama-sama tidak dapat berfungsi secara paralel.

Dedikasi fisik berkaitan dengan penggunaan multiple bus, yang masing-masing bus itu terhubung dengan hanya sebuah subset modul. Contoh yang umum adalah penggunaan bus I/O untuk menginterkoneksi seluruh modul I/O, kemudian bus ini dihubungkan dengan bus utama melalui sejenis modul adapter I/O. keuntungan yang utama dari dedikasi fisik adalah throughput yang tinggi, harena hanya terjadi kemacetan lalu lintas data yang kecil. Kerugiannya adalah meningkatnya ukuran dan biaya sistem.

METODE ARBITRASI

Di dalam semua sistem keculai sistem yang paling sederhana, lebih dari satu modul diperlukan untuk mengontrol bus. Misalnya, sebuah modul I/O mungkin diperlukan untuk membaca atau menulis secara langsung ke memori, dengan tanpa mengirimkan data ke CPU. Karena pada satu saat hanya sebuah unit yang akan berhasil mentransmisikan data melalui bus, maka diperlukan beberapa metodi arbitrasi. Bermacam-macam metode secara garis besarnya dapat digolongkan sebagi metode tersentraslisasi dan metode terdistribusi. Pada metode tersentralisasi, sebuah perangkat hardware, yang dikenal sebagai pengontrol bus atau arbitrer, bertanggung jawab atas alokasi waktu pada bus. Mungkin perangkat berbentuk modul atau bagian CPU yang terpisah. Pada metode terdistribusi, tidak terdapat pengontrol sentral. Melainkan, setiap modul terdiri dari access control logic dan modul-modul bekerja sama untuk memakai bus bersama-sama. Pada kedua metode arbitrasi, tujuannya adalah untuk menugaskan sebuah perangkat, baik CPU atau modul I/O, bertindak sebagai master. Kemudian master dapat memulai transfer data (misalnya, membaca atau menulis) dengan menggunakan perangkat-perangkat lainnya, yang bekerja sebagai slave bagi pertukaran data yang khusus ini.

  

STRUKTUR BUS

Sebuah bus sistem terdiri dari 50 hingga 100 saluran yang terpisah. Masing-masing saluran ditandai dengan arti dan fungsi khusus. Walaupun terdapat sejumlah rancangan bus yang berlainan, fungsi saluran bus dapat diklasifikasikan menjadi tiga kelompok, yaitu saluran data, saluran alamat, dan saluran kontrol. Selain itu, terdapat pula saluran distribusi daya yang memberikan kebutuhan daya bagi modul yang terhubung. 

A. Saluran Data

Saluran data memberikan lintasan bagi perpindahan data antara dua modul sistem. Saluran ini secara kolektif disebut bus data. Umumnya bus data terdiri dari 8, 16, 32 saluran, jumlah saluran diakitakan denang lebar bus data. Karena pada suatu saat tertentu masing-masing saluran hanya dapat membawa 1 bit, maka jumlah saluran menentukan jumlah bit yang dapat dipindahkan pada suatu saat. Lebar bus data merupakan faktor penting dalam menentukan kinerja sistem secara keseluruhan. Misalnya, bila bus data lebarnya 8 bit, dan setiap instruksi panjangnya 16 bit, maka CPU harus dua kali mengakses modul memori dalam setiap siklus instruksinya.

B. Saluran Alamat

Saluran alamat digunakan untuk menandakan sumber atau tujuan data pada bus data. Misalnya, bila CPU akan membaca sebuah word data dari memori, maka CPU akan menaruh alamat word yang dimaksud pada saluran alamat. Lebar bus alamat akan menentukan kapasitas memori maksimum sistem. Selain itu, umumnya saluran alamat juga dipakai untuk mengalamati port-port input/outoput. Biasanya, bit-bit berorde lebih tinggi dipakai untuk memilih lokasi memori atau port I/O pada modul.

C. Saluran Kontrol

Saluran kontrol digunakan untuk mengntrol akses ke saluran alamat dan penggunaan data dan saluran alamat. Karena data dan saluran alamat dipakai bersama oleh seluruh komponen, maka harus ada alat untuk mengontrol penggunaannya. Sinyal-sinyal kontrol melakukan transmisi baik perintah maupun informasi pewaktuan diantara modul-modul sistem. Sinyal-sinyal pewaktuan menunjukkan validitas data dan informasi alamat. Sinyal-sinyal perintah mespesifikasikan operasi-operasi yang akan dibentuk. Umumnya saluran kontrol meliputi : memory write, memory read, I/O write, I/O read, transfer ACK, bus request, bus grant, interrupt request, interrupt ACK, clock, reset.

ELEMEN-ELEMEN RANCANGAN BUS

JENIS BUS

Saluran bus dapat dipisahkan menjadi dua tipe umum, yaitu dedicated dan multiplexed. Suatu saluran bus didicated secara permanen diberi sebuah fungsi atau subset fisik komponen-komponen komputer.

Sebagai contoh dedikasi fungsi adalah penggunaan alamat dedicated terpisah dan saluran data, yang merupakan suatu hal yang umum bagi bus. Namun, hal ini bukanlah hal yang penting. Misalnya, alamat dan informasi data dapat ditransmisikan melalui sejumlah salurah yang sama dengan menggunakan saluran address valid control. Pada awal pemindahan data, alamat ditempatkan pada bus dan address valid control diaktifkan. Pada saat ini, setiap modul memilki periode waktu tertentu untuk menyalin alamat dan menentukan apakah alamat tersebut merupakan modul beralamat. Kemudian alamat dihapus dari bus dan koneksi bus yang sama digunakan untuk transfer data pembacaan atau penulisan berikutnya. Metode penggunaan saluran yang sama untuk berbagai keperluan ini dikenal sebagai time multiplexing.

Keuntungan time multiplexing adalah memerlukan saluran yang lebih sedikit, yang menghemat ruang dan biaya. Kerugiannya adalah diperlukannya rangkaian yang lebih kompleks di dalam setiap modul. Terdapat juga penurunan kinerja yang cukup besar karena event-event tertentu yang menggunakan saluran secara bersama-sama tidak dapat berfungsi secara paralel.

Dedikasi fisik berkaitan dengan penggunaan multiple bus, yang masing-masing bus itu terhubung dengan hanya sebuah subset modul. Contoh yang umum adalah penggunaan bus I/O untuk menginterkoneksi seluruh modul I/O, kemudian bus ini dihubungkan dengan bus utama melalui sejenis modul adapter I/O. keuntungan yang utama dari dedikasi fisik adalah throughput yang tinggi, harena hanya terjadi kemacetan lalu lintas data yang kecil. Kerugiannya adalah meningkatnya ukuran dan biaya sistem.

METODE ARBITRASI 

Di dalam semua sistem keculai sistem yang paling sederhana, lebih dari satu modul diperlukan untuk mengontrol bus. Misalnya, sebuah modul I/O mungkin diperlukan untuk membaca atau menulis secara langsung ke memori, dengan tanpa mengirimkan data ke CPU. Karena pada satu saat hanya sebuah unit yang akan berhasil mentransmisikan data melalui bus, maka diperlukan beberapa metodi arbitrasi. Bermacam-macam metode secara garis besarnya dapat digolongkan sebagi metode tersentraslisasi dan metode terdistribusi. Pada metode tersentralisasi, sebuah perangkat hardware, yang dikenal sebagai pengontrol bus atau arbitrer, bertanggung jawab atas alokasi waktu pada bus. Mungkin perangkat berbentuk modul atau bagian CPU yang terpisah. Pada metode terdistribusi, tidak terdapat pengontrol sentral. Melainkan, setiap modul terdiri dari access control logic dan modul-modul bekerja sama untuk memakai bus bersama-sama. Pada kedua metode arbitrasi, tujuannya adalah untuk menugaskan sebuah perangkat, baik CPU atau modul I/O, bertindak sebagai master. Kemudian master dapat memulai transfer data (misalnya, membaca atau menulis) dengan menggunakan perangkat-perangkat lainnya, yang bekerja sebagai slave bagi pertukaran data yang khusus ini.

MULTI MEDIA
SMK NEGERI 1 LURAGUNG
==============================================================