Bus-bus Sistem

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

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

Elemen Perancangan Bus

• Parameter dasar perancangan bus dapat diklasifikasikan berdasarkan jenis
• Dedicated
• Mulitiplexed
• Metode arbitrasi
• Tersentralisasi
• Terdistribusi
• Timing
• Sinkron
• Tak sinkron
• Lebar bus
• Lebar address
• Lebar data
• Jenis transfer data
• read
• write
• read-modify-write
• read-alter-write, block

Jenis Bus

• Dedicated bus
• Bus dibedakan menjadi bus yang khusus menyalurkan data tertentu, misalnya paket data saja, atau alamat saja.
• Multiplexed bus
• Bus dilalukan informasi yang berbeda baik data, alamat maupun sinyal kontrol dengan metode mulipleks data maka bus ini disebut
• Keuntungan adalah hanya memerlukan saluran sedikit sehingga dapat menghemat tempat
• Kerugiannya adalah kecepatan transfer data menurun dan diperlukan mekanisme yang komplek untuk mengurai data yang telah dimulitipleks

Metode Arbitrasi

• Pada metode tersentral diperlukan pengontrol bus sentral atau arbiter yang bertugas mengatur penggunaan bus oleh modul. Arbiter bisa suatu modul atau bagian fungsi CPU.

• Pada metode terdistribusi, setiap modul memiliki logika pengontrol akses (access control logic) yang berfungsi mengatur pertukaran data melalui bus.

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

Timing-Sinkron

• Metode pewaktuan sinkron terjadinya event pada bus ditentukan oleh sebuah pewaktu (clock).
• Sebuah transmisi 1 – 0 disebut siklus waktu atau siklus bus dan menentukan besarnya slot waktu.
• Semua perangkat modul pada bus dapat membaca atau pengetahui siklus clock.
• Biasanya satu siklus untuk satu event.
• Model ini mudah diimplementasikan dan cepat namun kurang fleksibel menangani peralatan yang beda kecepatan operasinya.
• Biasanya digunakan untuk modul–modul tertentu yang sudah jelas karakteristiknya

Contoh pewaktuan sinkron

Timing-Asinkron

• Kerja modul yang tidak serempak kecepatannya.
• Event yang terjadi pada bus tergantung event sebelumnya sehingga diperlukan sinyal – sinyal validasi untuk mengidentifikasi data yang ditransfer.
• Sistem ini mampu menggabungkan kerja modul–modul yang berbeda kecepatan maupun teknologinya, asalkan aturan transfernya sama

Contoh pewaktuan asinkron

Lebar Bus

• Semakin lebar bus maka semakin besar data yang dapat ditransfer sekali waktu.

• Semakin besar bus alamat, akan semakin banyak range lokasi yang dapat direfensikan

Jenis Transfer Data

• Operasi transfer data adalah pertukaran data antar modul sebagai tindak lanjut atau pendukung operasi yang sedang dilakukan.
• Saat operasi baca (read), terjadi pengambilan data dari memori ke CPU, begitu juga sebaliknya pada operasi penulisan maupun operasi – operasi kombinasi.
• Bus harus mampu menyediakan layanan saluran bagi semua operasi komputer

Contoh Bus - Bus 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.

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

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).

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

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

Contoh Bus - Bus SCSI

• Small Computer System Interface (SCSI)
• Perangkat peripheral eksternal yang dipopulerkan oleh macintosh pada tahun 1984.
• SCSI merupakan interface standard untuk drive CD-ROM, peralatan audio, hard disk, dan perangkat penyimpanan eksternal berukuran besar.
• SCSI menggunakan interface paralel dengan 8, 16, atau 32 saluran data
• Perangkat SCSI memiliki dua buah konektor
• Konektor input
• Konektor output.
• Seluruh perangkat berfungsi secara independen dan dapat saling bertukar data
• misalnya hard disk dapat mem-back up diri ke tape drive tanpa melibatkan prosesor

Contoh Bus - Bus SCSI

• Beberapa macam versi SCSI.

• SCSI-1 dibuat tahun 1980 memiliki 8 saluran data, dan beroperasi pada kecepatan 5 MHz. Versi ini memungkinkan sampai 7 perangkat dihubungkan secara daisy-chain.

• SCSI-2 diperkenalkan tahun 1992 dengan spesifikasi 16 atau 32 saluran data pada kecepatan 10 MHz.

• SCSI-3 yang mendukung kecepatan yang lebih tinggi sampai saat ini masih dalam tahap penelitian

Contoh Bus -
Bus P1394 / Fire Wire

• Kebutuhan bus I/O berkecepatan tinggi dan
• 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)

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