Tulisan 12 ~ Etika dan Profesionalisme TSI # ~ Interkoneksi Antara Komponen

Sistem Bus

Penghubung bagi keseluruhan komponen computer dalm menjalankan tugasnya
Komponen computer terdiri dari :

• CPU
• Memori
• Perangkat I/O

Transfer data antar komponen computer

• Data atau program yang tersimpan dalam memosri dapat diakses dan dieksekusi CPU melalui perantara bus
• Melihat hasil eksekusi melalui monitor juga menggunakan system bus
• Kecepatan komponen penyusun computer harus diimbangi kecepatan dan manajemen bus yang baik

Mikroprosesor

• Melakukan pekerjaan secara parallel
• Program dijalankan secara multitasking
• System bus tidak hanya lebar tapi juga cepat

Interkoneksi komponen system computer dalam menjalankan fungsinya

• Interkoneksi bus
• Pertimbangan-pertimbangan perancangan bus

Struktur Interkoneksi

Kumpulan lintasan atau saluran berbagai modul (CPU, Memori,I/O) .Struktur interkoneksi juga bergantung pada

• Jenis data
• Karakteristik pertukaran data

Jenis data

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.

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. Seperti telah dijelaskan pada bab 6 bahwa modul I/O dapat mengontrol lebih dari sebuah perangkat peripheral. Modul I/O juga dapat mengirimkan sinyal interrupt.

CPU :

CPU berfungsi sebagai pusat pengolahan dan eksekusi data berdasarkan routine - routine program yang diberikan padanya. CPU mengendalikan seluruh system komputer sehingga sebagai konsekuensinya memiliki koneksi ke seluruh modul yang menjadi bagian sistem komputer.

MODUL-MODUL KOMPUTER

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

Perkembangan struktur interkoneksi

• Sampai saat ini terjadi perkembangan struktur interkoneksi, namun yang banyak digunakan saat ini adalah sistem bus.
• Sistem bus

1. Digunakan secara tunggal
2. Digunakan secara jamak,

Hal ini Tergantung karakteristik sistemnya

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

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 control

Pola interkoneksi bus

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

Saluran alamat (addres 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 system komputer, agar dapat diakses harus memiliki alamat.

Contoh : mengakses port I/O, maka port I/O harus memiliki alamat hardware-nya

Saluran control (control 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 system komputer, agar dapat diakses harus memiliki alamat.

Contoh : mengakses port I/O, maka port I/O harus memiliki alamat hardware-nya

• Sinyal pewaktuan menandakan validitas data dan alamat
• Sinyal perintah berfungsi membentuk suatu operasi

Saluran control

• Memory Write, memerintahkan data pada bus akan dituliskan ke dalam lokasi alamat.
• Momory Read memerintahkan data dari lokasi alamat ditempatkan pada bus data.
• I/O Write, memerintahkan data pada bus dikirim ke lokasi port I/O.
• I/O Read, memerintahkan data dari port I/O ditempatkan pada bus data.
• Transfer ACK, menunjukkan data telah diterima dari bus atau data telah ditempatkan pada bus.
• Bus Request, menunjukkan bahwa modul memerlukan kontrol bus.
• Bus Grant, menunjukkan modul yang melakukan request telah diberi hak mengontrol bus
• Interrupt Request, menandakan adanya penangguhan interupsi dari modul.
• Interrupt ACK, menunjukkan penangguhan interupsi telah diketahui CPU.
• Clock, kontrol untuk sinkronisasi operasi antar modul.
• Reset, digunakan untuk menginisialisasi seluruh modul

Sinyal control secara fisik

• Konduktor listrik paralel yang menghubungkan modul – modul.
• Konduktor adalah saluran utama pada PCB motherboard dengan layout tertentu sehingga didapat fleksibilitas penggunaan.
• Untuk modul I/O biasanya dibuat slot bus yang mudah dipasang dan dilepas

Slot PCI

Slot ISA.

• Untuk chips akan terhubung melalui pinnya

Prinsip Operasi bus (Operasi Pengiriman Data ke Modul)

• Meminta penggunaan bus
• Apabila telah disetuji, modul akan memindahkan data yang diinginkan ke modul yang dituju

Prinsip Operasi Bus (Operasi meminta data dari modul lainnya)

• Meminta penggunaan bus
• Mengirim request ke modul yang dituju melalui saluran control dan alamat yang sesuai
• Menunggu modul yang dituju mengirimkan data yang diinginkan

Hierarki Multiple Bus

Bila terlalu banyak modul atau perangkat dihubungkan pada bus maka akan terjadi penurunan kinerja
Faktor – faktor :

• Semakin besar delay propagasi untuk mengkoordinasikan penggunaan bus.
• Antrian penggunaan bus semakin panjang.
• Dimungkinkan habisnya kapasitas transfer bus sehingga memperlambat data.

Arsitektur Bus Jamak




Prosesor, cache memori dan memori utama terletak pada bus tersendiri pada level tertinggi karena modul – modul tersebut memiliki karakteristik pertukaran data yang tinggi.

• Pada arsitektur berkinerja tinggi, modul – modul I/O diklasifikasikan menjadi dua,
• Memerlukan transfer data berkecepatan tinggi
• Memerlukan transfer data berkecepatan rendah.
• Modul dengan transfer data berkecepatan tinggi disambungkan dengan bus berkecepatan tinggi pula,
• Modul yang tidak memerlukan transfer data cepat disambungkan pada bus ekspansi

Arsitektur Bus Jamak Kinerja Tinggi



Keuntungan hierarki bus jamak kinerja tinggi

• Bus berkecepatan tinggi lebih terintegrasi dengan prosesor.
• Perubahan pada arsitektur prosesor tidak begitu mempengaruhi kinerja bus

SUMBER :
http://blog.student.uny.ac.id/rheza/2011/04/06/sistem-interkoneksi-dalam-komputer/