Sistem BUS

Pena kali ini akan membahas apa itu sistem bus. Mungkin bahasan ini sangat bermanfaat bagi anda yang ingin mempelajari arsitektur dan organisasi komputer.

Sistem bus Merupakan penghubung bagi keseluruhan komponen komputer seperti CPU, memori dan I/O dalam menjalankan tugasnya. Data atau program yang tersimpan dalam memori dapat diakses dan dieksekusi CPU melalui perantara bus, begitu juga kita dapat melihat hasil eksekusi melalui monitor juga menggunakan sistem bus.

Secara fisik bus adalah konduktor listrik paralel yang menghubungkan modul – modul. Bila terlalu banyak modul atau perangkat  dihubungkan pada bus maka akan menyebabkan penurunan kinerja. Untuk modul I/O biasanya dibuat slot bus yang mudah dipasang dan dilepas, seperti slot VESA, ISA dan PCI. Sedangkan untuk chips akan terhubung melalui pinnya.

Sifat penting dan merupakan syarat utama  bus adalah media transmisi yang dapat digunakan bersama oleh sejumlah perangkat yang terhubung padanya. Meskipun digunakan secara bersama namun penggunaan jalur hanya diperuntukan oleh satu perangkat pada sekali waktu.   Sehingga diperlukan aturan dalam kerjanya untuk menghindari terjadinya tabrakan data yang sedang ditransmisikan.

Struktur Bus

Secara umum fungsi saluran bus dikatagorikan dalam tiga bagian, yaitu saluran data, saluran alamat dan saluran kontrol.

struktur bus

  • Saluran data (data bus) adalah lintasan bagi perpindahan data antar modul. Umumnya jumlah saluran terkait dengan panjang word, Misal 16 ,32,64. Jumlah saluran dalam bus data dikatakan lebar bus, dengan satuan bit, misal lebar bus 16 bit.
  • Saluran alamat (address bus) digunakan untuk menspesifikasi sumber dan tujuan data pada bus data. Setiap komponen yang terhubung dengan komputer harus memiliki alamat agar daat diakses.
  • Saluran kontrol (control bus) digunakan untuk mengontrol bus data, bus alamat dan seluruh modul yang ada. Sinyal – sinyal kontrol terdiri :
  1. Sinyal pewaktuan digunakan untuk   menandakan validitas data dan alamat.
  2. Sinyal perintah berfungsi membentuk suatu operasi.

Secara umum saluran kontrol meliputi :

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

Prinsip operasi bus adalah sebagai berikut :

Operasi pengiriman data ke modul lainnya

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

Operasi meminta data modul lainnya

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

Multiple Bus

Bila terlalu banyak modul atau perangkat dihubungkan pada bus maka akan terjadi penurunan kinerja, yang disebabkan oleh :

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

Arsitektur Bus Jamak Tradisional

arsitektur bus jamak tradisional

Arsitektur Bus Jamak Kinerja Tinggi

arsitektur bus jamak tingkat tinggi

Solusi

Penggunaan bus jamak yang hierarkis. Modul – modul dikalasifikasikan berdasarkan kebutuhan terhadap lebar dan kecepatan bus. Bus biasanya terdiri atas bus lokal, bus sistem, dan bus ekspansi.

Sistem Kerja Bus

Modul dengan transfer data berkecepatan tinggi disambungkan dengan bus berkecepatan tinggi, selain itu disambungkan pada bus ekspansi. Keuntungan hierarki bus jamak kinerja tinggi adalah terintegrasi dengan prosesor. Perubahan pada arsitektur prosesor tidak begitu mempengaruhi kinerja bus.

Parameter Dasar Perancangan Bus

  • Jenis (dedicated dan mulitiplexed)
  1. Dedicated Bus : hanya menyalurkan paket data tertentu saja. Misal paket data saja atau paket alamat saja.
  2. Multiplexed Bus : menyalurkan semua paket data,alamat maupun sinyal kontrol. Keuntungan menghemat tempat karena jalur data hanya sedikit. Kerugian kecepatan transfer data menurun dan diperlukan mekanisme yang komplek untuk mengurai data.
  • Metode arbitrasi (tersentralisasi dan terdistribusi). Adanya pengontrol pertukaran(Arbiter) , Arbiter bisa suatu modul atau bagian fungsi CPU.
  1. Tersentralisasi : diperlukan pengontrol bus sentral atau Arbiter yang bertugas mengatur penggunaan bus oleh modul.
  2. Terdistribusi : setiap modul memiliki access control logic yang berfungsi mengatur pertukaran data melalui bus.
  • Timing (sinkron dan tak sinkron)
  1. Sinkron : event pada bus ditentukan oleh sebuah pewaktu (clock). Mudah diimplementasikan dan cepat namun kurang fleksibel menangani peralatan yang beda kecepatan operasinya.
  2. Tak Sinkron : memungkinkan kerja modul yang tidak serempak kecepatannya. event yang terjadi pada bus tergantung event sebelumnya mampu menggabungkan kerja modul – modul yang berbeda kecepatan maupun teknologinya, asalkan aturan transfernya sama.
  • Lebar bus (lebar address dan lebar data). Semakin lebar maka semakin besar data yang dapat ditransfer sekali waktu. Semakin besar bus alamat, akan semakin banyak range lokasi yang dapat direfensikan.
  • Jenis transfer data (read, write, read-modify-write, read-alter-write, block).

One thought on “Sistem BUS

  1. Pingback: Memori | Pena Wikara

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s