BUS KOMPUTER

Di susun oleh :

Yulius Ardi (10111033)

Purnomo (10111001)

Samih atif (10111016)

Agus tiawan (10111032)

Candra Gunawan (09112075)

Pengertian bus komputer

Bus komputer adalah sebuah subsistem yang mentransfer data atau listrik antar komponen komputer di dalam sebuah komputer atau antar komputer. secara logika bus komputer dapat menghubungkan beberapa alat dalam satu set kabel yang sama. Setiap bus mendefinisikan set konektor ke alat colok fisik, kartu, atau kabel bersamaan.

Cara kerja system bus

Setiap bus merupakan jalur data antara beberapa device yang berbeda.

RAM, Prosesor, VGA dihubungkan oleh bus utama berkecepatan tinggi yang lebih dikenal dengan nama FSB (Front Side Bus).

Sementara perangkat lain yang lebih lambat dihubungkan oleh bus yang berkecepatan lebih rendah yang terhubung dengan bus lain yang lebih cepat sampai ke bus utama. Untuk komunikasi antar bus ini digunakan sebuah bridge.

struktur bus

Dalam sebuah bus terdapat 50-100 saluran yang terisah. Masing-masing saluran di tandai dengan arti dan fungsi yang berbeda. Walau pun terdapat sejumlah bus yang berlainan, fungsi saluran bus dapat diklasifikasikan menjadi 3 kelompok yaitu :

1 Saluran data

2 Saluran alamat

3 saluran kntrol

Selain saluran-saluran di atas terdapat juga saluran distribusi daya yang yang memberikan kebutuhan daya bagi modul yang terhubung.

1 saluran data Saluran data memberikan lintasan bagi perpindahan data antara dua modul sistem. Saluran ini secara kolektif disebut bus data. 2 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 3 saluran data 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

Contoh-contoh bus

- PCI

- ISA

- USB

- SCSI

- FIREWIRE

- dll

- Bus PCI Peripheral Component Interconect (PCI) adalah bus yang tidak tergantung prosesor dan berfungsi sebagai bus mezzanine atau bus peripheral, Standar PCI adalah 64 saluran data pada kecepatan 33MHz - Bus ISA Industry Standar Architecture(IsA) adalah bus PC/AT yang beroperasi pada 8,33 MHz - USB Universal Standard Bus (USB) adalah bus yang dirancang untuk peralatan I/O yang berkecepatan rendah - SCSI Small Computer System Interface (SCSI) adalah perangkat peripheral eksternal, SCSI merupakan interface standar untuk drive CD-ROM, peralatan audio, disk, dan perangkat penyimpanan eksternal berukuan besar.

- FIREWIRE Firewire adalah bus performance tinggi, memiliki kelebihan dibandingkan dengan interface I/O lainnya, yaitu sangat cepat, murah, dan mudah untuk di implementasikan, kelebihan lain nya adalah pengunaan transmisi serial sehingga tidak memerlukan banyak kabel

9

Fungsi Control Unit

Untuk setiap operasi disediakan kode yang unik

Contoh: ADD, MOVE

Bagian hardware tertentu menerima kode tersebut kemudian menghasilkan sinyal-sinyal kendali

10

Komponen yang diperlukan

Control Unit (CU) dan Arithmetic and Logic Unit (ALU) membentuk Central Processing Unit (CPU)

Data dan instruksi harus diberikan ke sistem dan dikeluarkan dari sistem

Input/output

Diperlukan tempat untuk menyimpan sementara kode instruksi dan hasil operasi.

Main memory

11

Siklus Instruksi

Two steps:

Fetch

Execute

12

Fetch Cycle

Program Counter (PC) berisi address instruksi berikutnya yang akan diambil

Processor mengambil instruksi dari memory pada lokasi yang ditunjuk oleh PC

Naikkan PC

Kecuali ada perintah tertentu

Instruksi dimasukkan ke Instruction Register (IR)

Processor meng-interpret dan melakukan tindakan yang diperlukan

13

Execute Cycle

Processor-memory

Transfer data antara CPU dengan main memory

Processor I/O

Transfer data antara CPU dengan I/O module

Data processing

Operasi arithmetic dan logical pada data tertentu

Control

Mengubah urutan operasi

Contoh: jump

Kombinasi diatas

14

Interrupt

Suatu mekanisme yang disediakan bagi modul-modul lain (mis. I/O) untuk dapat meng-interupsi operasi normal CPU

Program

Misal: overflow, division by zero

Timer

Dihasilkan oleh internal processor timer

Digunakan dalam pre-emptive multi-tasking

I/O

dari I/O controller

Hardware failure

Misal: memory parity error

15

Connection

Semua unit harus tersambung

Unit yang beda memiliki sambungan yang beda

Memory

Input/Output

CPU

16

Memori Connection

Menerima dan mengirim data

Menerima addresses

Menerima sinyal kendali

Read

Write

Timing

17

Input/Output Connection

Serupa dengan sambungan memori

Output

Menerima data dari computer

Mengirimkan data ke peripheral

Input

Menerima data dari peripheral

Mengirimkan data ke computer

18

Input/Output Connection

Menerima sinyal kendali dari computer

Mengirimkan sinyal kendali ke peripherals

Contoh: spin disk

Menerima address dari computer

Contoh: nomor port

Mengirimkan sinyal interrupt

19

CPU Connection

Membaca instruksi dan data

Menuliskan data (setelah diproses)

Mengirimkan sinyal kendali ke unit-unit lain

Menerima (& menanggapi) interrupt

20

Bus

Ada beberapa kemungkinan interkoneksi sistem

Yang biasa dipakai: Single Bus dan multiple BUS

PC: Control/Address/Data bus

DEC-PDP: Unibus

21

Bus

Jalur komunikasi yang di-Share untuk menghubungkan beberapa device

Biasanya menggunakan cara broadcast

Seringkali dikelompokkan

Satu bus berisi sejumlah kanal (jalur)

Contoh bus data 32-bit berisi 32 jalur

Jalur sumber tegangan biasanya tidak diperlihatkan

22

BUS Sistem

Sebuah Bus yang menghubungkan komponen-komponen utama komputer

Komponen utama komputer :

CPU

Memori

I/O

23

ORGANISASI BUS

Jalur Kontrol

Berisi signal request dan sinyal acknowledgements

Mengindikasikan tipe informasi pada jalur data.

Jalur Data

Membawa informasi antara sumber dan tujuan data dan alamat dan perintah-perintah kompleks

24

MASTER VS SLAVE

Suatu transaksi bus meliputi 2 komponen

- Mengeluarkan perintah dan alamat – request

(permintaan)

- Memindahkan data – action (tindakan)

Master :

Bus yang memulai transaksi bus dengan cara

- Mengeluarkan perintah dan alamat

Slave :

Bus yang bereaksi terhadap alamat dengan cara

- Mengirimkan data kepada master jika master meminta data

- Menerima data dari master jika master mengirim data

25

STRUKTUR BUS

Data Bus

Membawa data

~ Tidak dibedakan antara “data” dan “instruksi”

Lebar jalur menentukan performance

~ 8, 16, 32, 64 bit

26

STRUKTUR BUS

Address Bus

Menentukan asal atau tujuan dari data

Misalkan CPU perlu membaca instruksi (data) dari memori pada lokasi tertentu

Lebar jalur menentukan kapasitas memori maksimum dari sistem

Contoh 8080 memiliki 16 bit address bus maka ruang memori maksimum adalah 64k

27

STRUKTUR BUS

Control Bus

Mengontrol akses ke saluran alamat dan penggunaan data dan saluran alamat.

Informasi kendali dan timing

~ Sinyal read/write memory (MRD/MWR)

~ Interrupt request (IRQ)

~ Clock signals (CK)

28

Skema Interkoneksi Bus

29

Bentuk Fisik

Bagaimana bentuk fisik bus?

Jalur-jalur parallel PCB

Ribbon cables

Strip connectors pada mother boards

contoh PCI

Kumpulan kabel

30

Problem pada Single Bus

Banyak devices pada bus tunggal menyebabkan:

Propagation delays

~ Jalur data yg panjang berarti memerlukan koordinasi pemkaian shg berpengaruh pada performance

~ If aggregate data transfer approaches bus capacity

Kebanyakan sistem menggunakan multiple bus

31

Bus Traditional (ISA) (menggunakan cache)

32

High Performance Bus

Jenis-jenis bus

Jenis bus di bagi menjadi 2 yaitu Dedicated bus dan multiplexed :

- Dedicated bus

Bus jenis ini adalah bus yang khusus menyalurkan data tertentu saja, contohnya paket data saja, atau alamat saja.

Keuntungan :

Throughtput yang tinggi, karena kemacetan

lalulintas kecil

Kerugian :

meningkatnya ukuran dan biaya sistem

34

- Multiplexed

Bus yang di lalui informasi yang berbeda- beda baik data, alamat, dan sinyal kontrol dengan metode multiplkeks data

Keuntungan :

Memerlukan saluran yang lebih sedikit,

menghemat ruang dan biaya

Kerugian :

Diperlukan rangkaian yang lebih kompleks untuk

setiap modul

35

Arbitrasi Bus

Menugaskan sebuah perangkat, CPU atau I/O bertindak sebagai master

Beberapa modul mengendalikan bus

contoh CPU dan DMA controller

Setiap saat hanya satu modul yg mengendalikan

Arbitrasi bisa secara centralised atau distributed

36

1. Tersentralisasi

Pengontrol bus atau arbitrer bertanggung jawab atas alokasi waktu pada BUS

Ada satu hardware device yg mengendalikan akses bus

Bus Controller

Arbitrer

Bisa berupa bagian dari CPU atau terpisah

37

2. Terdistribusi

Modul-modul bekerja sama untuk memakai BUS bersama-sama

Setiap module dapat meng-klaim bus

Setiap modules memiliki Control logic

38

Timing

Koordinasi event pada bus

Cara terjadinya event dikoordinasikan pada BUS

1. Synchronous

Terjadinya event pada bus ditentukan oleh sebuah clock.

2. Asynchronous

Terjadinya event bus mengikuti dan tergantung pada event sebelumnya.

39

Lebar BUS

1. Address

Lebar bus alamat mempengaruhi kapasitas.

Semakin lebar bus alamat, semakin besar range lokasi yang dapat direferensi

2. Data

Lebar bus data, mempengaruhi kinerja sistem

Semakin lebar bus data, semakin besar bit yang dapat ditransfer pada suatu waktu

40

Jenis Transfer Data 1. Read

Slave menaruh data pada bus data begitu slave mengetahui alamat dan mengambil datanya

2. Write

Master menaruh data pada bus data begitu alamat

stabil dan slave mempunyai kesempatan untuk mengetahui alamat

3. Read modify Write

Operasi Read yang diikuit operasi Write ke alamat yang sama

Tujuan untuk melindungi sumber daya memori yang dapat dipakai bersama di dalam multiprogramming

41

4. Read after Write

Operasi yang tidak dapat dibagi yang berisi operasi Write diikuti operasi Read dari alamat yang sama

5. Blok

Sebuah siklus alamat diikuti oleh n siklus data

42

TIPE-TIPE BUS

BUS ISA

Bus ISA (Industry Standard Architecture) adalah

sebuah bus PC/AT (16 bit) yang beroperasi pada

8,33 MHz

BUS PCI

Bus PCI (Peripheral Component Interconnect bus)

Bus yang beroperasi pada kecepatan 33 MHz

BUS Seri Universal

Sebuah bus standart yang disepakati bersama oleh tujuh perusahaan untuk digunakan pada peralatan

berkecepatan rendah

43

Bus PCI

Peripheral Component Interconnection

Dikeluarkan oleh Intel sebagai public domain

32 atau 64 bit

50 Jalur

44

Jalur pada Bus PCI (yg harus)

Jalur System

~ clock and reset

Address & Data

~ 32 jalur multiplex address/data

~ Jalur validasi

Interface Control

Arbitrasi

~ Not shared

~ Direct connection to PCI bus arbiter

Error lines

45

Jalur Bus PCI (Optional)

Interrupt lines

~ Not shared

Cache support

64-bit Bus Extension

~ Additional 32 lines

~ Time multiplexed

~ 2 lines to enable devices to agree to use 64-bit transfer

JTAG/Boundary Scan

~ For testing procedures

Terima Kasih