ORGANISASI DAN ARSITEKTUR KOMPUTER #

JENIS BUS DAN HUBUNGANNYA DALAM PROSES READ AND WRITE

Pengertian Bus dan Sistem Bus

Bus adalah sebutan untuk jalur di mana data dapat mengalir dalam komputer. Karakteristik penting sebuah bus adalah bahwa bus merupakan media transmisi yang dapat digunakan bersama.

System bus atau bus sistem, dalam arsitektur komputer merujuk pada bus yang digunakan oleh sistem komputer untuk menghubungkan semua komponennya dalam menjalankan tugasnya. 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. Data atau program yang tersimpan dalam memori dapat diakses dan dieksekusi oleh CPU melalui perantara System bus atau bus sistem.

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.

1) Bus data

adalah lintasan bagi perpindahan data antar modul. Jumlah saluran terkait dengan panjang word, misalnya 8, 16, 32 saluran dengan tujuan agar mentransfer word dalam sekali waktu, contoh bus data terdiri dari atas 8 saluran sehingga dalam satu waktu dapat mentransfer data 8 bit. Jumlah saluran dalam bus data dikatakan lebar bus, dengan satuan bit, misal lebar bus 16 bit.

2) Bus alamat

digunakan untuk menspesifikasi sumber dan tujuan data pada bus data. Saluran ini digunakan untuk mengirim alamat word pada memori yang akan diakses CPU. Juga digunakan untuk saluran alamat perangkat modul komputer saat CPU mengakses suatu modul.

3) Bus kontrol

digunakan untuk mengotrol bus data, bus alamat dan seluruh modul yang ada. Karena bus data dan bus alamat digunakan oleh semua komponen maka diperlukan suatu mekanisme kerja yang dikontrol melalui bus kontrol ini. Sinyal-sinyal kontrol terdiri dari atas sinyal pewaktuan yang menandakan validitas data dan alamat, dan sinyal-sinyal perintah berfungsi membentuk suatu operasi. Umumnya, saluran kontrol meliputi :

Memory write : Menyebabkan data pada bus akan dituliskan ke dalam lokasi alamat.

Memory read : Menyebabkan data dari lokasi alamat ditempatkan pada bus

I/O Write : Menyebabkan data pada bus di outputkan ke port I/O yang beralamat.

I/O Read : Menyebabkan data dari port I/O yang beralamat ditempatkan pada bus.

Transfer ACK : Menunjukkan bahwa data telah diterima dari bus atau telah ditempatkan di bus.

Interrupt Request : Menandakan bahwa sebuah interrupt ditangguhkan.

Interrupt ACK : Memberitahukan bahwa interrupt yang ditangguhkan telah diketahui.

Clock : Digunakan untuk mensinkronkan operasi – operasi.

Reset : Menginisialisasi seluruh modul.

Elemen Perancangan bus

1) Jenis Bus

a. Dedicated

Penggunaan alamat terpisah dan jalur data. Keuntungannya adalah Throughtput yang tinggi, dan kerugiannya adalah meningkatnya ukuran dan biaya sistem.

b. Multiplexed

Penggunnaan saluran yang sama untuk berbagai keperluan. Keuntungannya adalah Memerlukan saluran yang sedikit menghemat ruang dan biaya, kekurangannya yaitu diperlukan rangkaian yang lebih kompleks untuk setiap modul.

2) Metode Arbitrasi

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

a. Tersentralisasi

Pengontrol bus atau arbitrer bertanggung jawab atas alokasi waktu pada Bus

b. Terdistribusi

Modul-modul bekerja sama untuk memakai Bus bersama-sama

3) Lebar Bus

a. Address : Lebar bus alamat mempengaruhi kapasitas. Semakin lebar bus alamat, semakin besar range lokasi yang dapat.

b. Data : Lebar bus data mempengaruhi kinerja sistem. Semakin lebar bus data semakin besar bit yang dapat ditransfer pada suatu waktu.

4) Timing

Timing berkaitan dengan cara terjadinya event yang dikoordinasikan pada Bus

a. Sinkron: Terjadinya event pada bus ditentukan oleh sebuah clock

b. Asinkron : Terjadinya event bus mengikuti dan tergantung pada event sebelumnya

5) Jenis Transfer Data

a. Read : Slave menaruh data pada bus data begitu slave mengetahui alamat dan mengambil datanya

b. Write : Master menaruh data pada bus data saat alamat stabil dan slave mempunyai kesempatan untuk mengetahui alamat.

FUTURE BUS+

Adalah standar bus asinkron berkinerja tinggi yang dibuat oleh IEEE. Tanda plus berkaitan dengan sifat pengembangan spesifikasinya, dan pengait yang tersedia memungkinkan evolusi lebih lanjut untuk memenuhi kebutuhan – kebutuhan arsitektur aplikasi tertentu yang tidak dapat diantisipasi. Komite future bus+ mendefinisikan beberapa syarat menjadi dasar rancangan , bus harus :

- Tidak tergantung pada arsitektur, proses, dan teknologi tertentu

- Memiliki protocol transfer asinkron dasar

- Mengizinkan protocol tersinkronsasi pada sumber untuk kebutuhan optimal

- Tidak berdasarkan teknologi canggih

Pentingnya future bus+ adalah kecenderungan yang dapat mendukung pola bus mikroprosesor saat ini.

Future bus+ merupakan spesifikasi bus yang kompleks, future bus+ memberikan konsep – konsep inovative dalam bidang rancangan bus. Akibatnya, standarisasinya meliputi jumlah istilah – istilah baru dan diperbaharui dengan cepat dalam beberapa tahun mendatang.

Perbedaan penting antara PCI dan Future bus+ :

PCI ditujukan bagi implementasi murah yang membutuhkan bidang fisik secara minimal, sedangkan future bus+ dimaksudkan untuk memberi fleksibilitas yang tinggi dan luas.

Proses aliran data pada siklus pengambilannya

· Pada saat siklus pengambilan (fetch cycle), instruksi dibaca dari memori.

· PC berisi alamat instruksi berikutnya yang akan diambil.

· Alamat ini akan dipindahkan ke MAR dan ditaruh di bus alamat.

· Unit kontrol meminta pembacaan memori dan hasilnya disimpan di bus data dan disalin ke MBR dan kemudian dipindahkan ke IR.

· PC naik nilainya 1, sebagai persiapan untuk pengambilan selanjutnya.

· Siklus selesai, unit kontrol memeriksa isi IR untuk menentukan apakah IR berisi operand specifier yang menggunakan pengalamatan tak langsung.

Proses aliran data pada siklus tak langsung

N bit paling kanan pada MBR, yang berisi referensi alamat, dipindahkan ke MAR.
Unit kontrol meminta pembacaan memori, agar mendapatkan alamat operand yang diinginkan ke dalam MBR.
Siklus pengambilan dan siklus tak langsung cukup sederhana dan dapat diramalkan.
Siklus instruksi (instruction cycle) mengambil banyak bentuk karena bentuk bergantung pada bermacam-macam instruksi mesin yang terdapat di dalam IR.
Siklus meliputi pemindahan data di antara register-register, pembacaan atau penulisan dari memori atau I/O, dan atau penggunaan ALU.

Proses aliran data pada siklus interupsi!