organisasi komputer

70
ORGANISASI KOMPUTER INPUT OUTPUT ORGANIZATION

Upload: esben

Post on 15-Jan-2016

61 views

Category:

Documents


0 download

DESCRIPTION

ORGANISASI KOMPUTER. INPUT OUTPUT ORGANIZATION. Menerima input, memproses, dan menghasilkan output merupakan kemampuan dari konputer. Berarti komputer harus memiliki kemampuan untuk mengakses peralatan input dan output. Untuk itulah komputer harus memiliki fungsi-fungsi : - PowerPoint PPT Presentation

TRANSCRIPT

Page 1: ORGANISASI KOMPUTER

ORGANISASI KOMPUTER

INPUT OUTPUT ORGANIZATION

Page 2: ORGANISASI KOMPUTER

Mengakses Peralatan I/O

Menerima input, memproses, dan menghasilkan output merupakan kemampuan dari konputer. Berarti komputer harus memiliki kemampuan untuk mengakses peralatan input dan output. Untuk itulah komputer harus memiliki fungsi-fungsi :

Addressing atau pemilihan peralatan I/0 untuk suatu operasi transfer yang diinginkan.

Pemindahan data ke dan dari peralatan yang dipilih.

Sinkronisasi atau koordinasi waktu untuk operasi input dan output.

Page 3: ORGANISASI KOMPUTER

Struktur Single Bus:

Prosesor, Memory, dan peralatan I/O dihubungkan pada 1 bus, yg terdiri dari 3 set line yg digunakan utk membawa address, data dan control signal.

Setiap peralatan I/O diberi satu set address. Jika prosesor menempatkan suatu address

tertentu pada address lines, peralatan tsb dapat mengenalinya dan memberikan respon kepada perintah pada control line.

Prosesor meminta operasi Read atau Write, dan data yg diminta dikirim melalui data line.

Page 4: ORGANISASI KOMPUTER

Gb. 9.1. Single Bus structure.

Processor Memory

I/O device1

I/O device2

I/O devicen

Bus

. . .

Page 5: ORGANISASI KOMPUTER

Peralatan I/O dan memory yg berbagi ruang address yg sama disebut sebagai memory-mapped I/O.

Intruksi mesin yg digunakan utk meng-akses memory dapat digunakan utk memindahkan data ke dan dari peralatan I/O.

Page 6: ORGANISASI KOMPUTER

Mis: Move DATAIN,R0 utk membaca data dari DATAIN dan

menyimpannya di register R0. DATAIN: address input buffer yg berhubungan dg keyboard.

Move R0,DATAOUTmengirim isi register R0 ke lokasi DATAOUT, yg dapat berupa output data buffer dari suatu display atau sebuah printer.Contoh prosesor yg menggunakan memory-mapped I/O: 68000.

Page 7: ORGANISASI KOMPUTER

Prosesor Intel memiliki instruksi I/O khusus dan ruang address khusus utk peralatan I/O.

Pada prosesor Power PC, peralatan I/O dapat ditempatkan pd address yg sama atau terpisah dari memory. Prosesor ini memiliki control register yg dapat digunakan utk berpindah dr satu ruang address ke yg lain.

Gambar berikut menunjukkan hardware yg digunakan utk menghubungkan peralatan I/O ke bus yg disebut Interface.

Page 8: ORGANISASI KOMPUTER

Gb. 9.2. I/O interface utk suatu input device

Addressdecoder

Controlcircuit

Data and statusregister

Bus

Address lines

Data lines

Control lines

Input device

I/Ointerface

Page 9: ORGANISASI KOMPUTER

Address decoder memungkinkan peralatan untuk mengenali addressnya jika address ini ditempatkan pada address bus oleh CPU.

Data register digunakan utk menyimpan data yg ditransfer ke CPU dr peralatan input atau menerima data dr CPU utk di-transfer ke peralatan output.

Status register mengandung informasi yg relevan dg operasi peralatan I/O.

Register2 tsb dihubungkan dg data bus dan diberi address tersendiri.

Address decoder, data dan status register, dan control circuitry disebut sebagai rangkaian interface.

Page 10: ORGANISASI KOMPUTER

SINKRONISASI

Merupakan salah satu cara komputer mengkoordinir kegiatannya dg peralatan I/O yg dihubungkan kepadanya.

Pd program-controlled I/O:Prosesor terus-menerus memeriksa status flag

setiap peralatan I/O utk mencapai sinkronisasi antara prosesor dan I/O device.

Hal ini digambarkan pada potongan program di bawah ini :

Page 11: ORGANISASI KOMPUTER

Program untuk membaca keyboard dan mengirimkan ke monitor

Move R1,#LINE Initialize memory pointer

WAITK TestBit STATUS,#0 Test SIN

Branch = 0 WAITK Wait for Character to be entered

Move R0,DATAIN Read character

WAITD TestBit STATUS,#1 Test SOUT

Branch = 0 WAITD Wait for display to become ready

Move DATAOUT,R0 Send character to display

Move (R1)+,R0 Store character and advance pointer

Compare #$0D,R0 Chech if press “Enter”

Branch = 0 WAITK If not, get another character

Call PROCESS Call a subroutine to process the input line

Page 12: ORGANISASI KOMPUTER

Terdapat 2 mekanisme lain yg umum digunakan utk mengimplementasikan operasi I/O:

Interrupts Direct Memory Access

Page 13: ORGANISASI KOMPUTER

INTERRUPT Digunakan untuk meningkatkan kinerja

processor dalam penanganan peralatan I/O yang dimilikinya.

CPU tidak harus selalu mengecek status peralatan I/O

Bila terdapat peralatan I/O yang meminta pelayanan, maka peralatan tersebut akan mengirim sinyal interrupt kepada CPU. Sinyal interrupt ini disebut juga sebagai Interrupt Request (INTR)

Sinyal interrupt dikirim melalui jalur kontrol bus yang disebut interrupt request line.

Page 14: ORGANISASI KOMPUTER

Processor akan merespon interrupt yang diterima dengan menghentikan proses yang sedang berjalan dan mengecek status peralatan I/O untuk mencari peralatan yang meminta interrupt.

Selanjutnya processor akan menjalankan suatu program untuk merespon interrupt yang diterimanya. Program ini disebut sebagai interrupt-service routine (ISR).

Berikut contoh processor dalam menjalankan ISR untuk merespon interrupt pencetakan ke printer :

Page 15: ORGANISASI KOMPUTER

Gb. 9.3. Transfer control melalui penggunaan Interrupt

Program 1COMPUTE routine

.

.

.

.

.

.

1

2

i

i+1

M

Terjadiinterrupt

di sini

.

.

.

Program 2Print routine

Page 16: ORGANISASI KOMPUTER

Keterangan gambar : Saat processor menjalankan compute routine

(perhitungan) pada langkah ke-i, processor menerima sinyal interrupt yang meminta proses pencetakan (print).

Setelah processor selesai melaksanakan instruksi ke-i processor menghentikan sementara eksekusi terhadap compute routine dan menyimpan hasil-hasil sementara proses tersebut ke register khusus (register stack).

Page 17: ORGANISASI KOMPUTER

Processor kemudian menjalankan print routine. Jika print routine selesai dilaksanakan, maka processor kembali ke program semula (compute routine) pada langkah ke-(i + 1) dengan mengambil informasi yang sebelumnya diimpan.

Page 18: ORGANISASI KOMPUTER

Interrupt Hardware

Gb. 9.4. Rangkaian ekivalen untuk open collector bus yg digunakan utk mengimplementasikan common

interrupt request line

CPU

INTR

INTR1 INTR2 INTRn. . .

R

VCC

Page 19: ORGANISASI KOMPUTER

Gambar di atas merupakan gambar jalur interrupt dengan menggunakan singgle line. Jalur interrupt beberapa peralatan hanya dihubungkan dengan menggunakan satu jalur. Sehingga interrupt yang diterima processor adalah apabila ada satu atau lebih peralatan mengirimkan sinyal interrupt.

Untuk mencari peralatan mana yang mengirimkan interrupt, processor memeriksa Ready Bit setiap peralatan dengan cara pooling.

nINTRINTRINTRINTR ...21

Page 20: ORGANISASI KOMPUTER

Kelemahan dari metode interrupt ini adalah adanya pooling oleh processor untuk mencari peralatan yang mengirimkan interrupt.

Apabila terdapat beberapa peralatan yang mengirimkan interrupt secara bersamaan maka yang dilayani terlebih dahulu adalah peralatan yang terdekat dengan processor secara pengkabelan.

Page 21: ORGANISASI KOMPUTER

Enabling and Disabling Interrupt

Tidak semua permintaan interrupt bisa dilayani oleh processor. Adakalanya saat processor menjalankan suatu program, program tersebut tidak boleh disela oleh proses lain.

Atau bisa juga pada saat itu sedang dilayani suatu interrupt hingga tidak mungkin menerima interrupt lain.

Untuk itu diperlukan fasilitas enable dan disable interrupt untuk mengindikasikan bisa tidaknya interrupt diterima.

Page 22: ORGANISASI KOMPUTER

Cara enable dan disable interrupt : Pada processor dilengkapi dengan interrupt

mask. Yaitu salah satu bit pada register processor status (PS). Interrupt mask ini digunakan sebagai status interrupt, jika interrupt mask = 1, maka interrupt disable).

Pada ISR diberikan interrupt-disable instruction sebagai instruksi pertama dan interrupt-enable instruction sebagi instruksi terakhir pada program.

Untuk melakukan melakukan interrupt handling maka langkah-langkah yang terjadi adalah sbb (diasumsikan interrupt sedang enable) :

Page 23: ORGANISASI KOMPUTER

1. Peralatan (I/O) mengirimkan sinyal interrupt request.

2. Processor menginterupsi program yang sedang dieksekusi.

3. Processor me-disable interrupt4. Peralatan I/O diberitahu bahwa requestnya

telah dikenali, dan peralatan tersebut merespon dengan menghentikan sinyal interrrupt requestnya.

5. Menjalankan interrupt service routine (ISR) yang berkaiatan dengan interrupt yang diminta.

6. Interrupt dienable dan prosessor melanjutkan eksekusi program sebelumnya.

Page 24: ORGANISASI KOMPUTER

Menangani Beberapa Peralatan

Di sini dibicarakan penanganan jika terjadi permintaan interrupt oleh beberapa peralatan I/O, baik secara bersamaan atau pada saat yang lain sedang dieksekusi. Dalam hal ini ada beberapa persoalan yang perlu dipikirkan :

1. Bagaimana processor mengenali perangkat yang meminta interrupt.

Page 25: ORGANISASI KOMPUTER

2. Misalkan terdapat beberapa perangkat meminta interrupt service routine yang berbeda, bagaimana processor dapat memperoleh alamat awal routine yang sesuai untuk setiap permintaan tersebut.

3. Apakah suatu perangkat diijinkan untuk menginterupsi prosessor pada saat interrupt lain dilayani?

4. Bagaimana dua atau lebih interrupt request ditangani?

Page 26: ORGANISASI KOMPUTER

Pada saat suatu request diterima, diperlukan informasi tambahan untuk mengindentifikasi perangkat tertentu yang mengaktifkan jalur tersebut. Jika yang mengaktifkan jalur tersebut lebih dari satu, maka perlu dilakukan pemilahan dan pemilihan satu diantara beberapa request.

Informasi yang diperlukan untuk menentukan apakah suatu perangkat meminta interrupt disediakan dalam status register. Misalkan bit KIRQ untuk keyboard dan DIRQ untuk display.

Gambar register status interface keyboard dan memory

DIRQ KIRQ SOUT SIN

Page 27: ORGANISASI KOMPUTER

Selanjutnya untuk mengenali peralatan yang meng-interrupt adalah dengan mempolling semua peralatan yang terhubung.

Skema polling mudah diimplementasikan tetapi waktu yang dihabiskan untuk proses ini cukup memakan waktu.

Page 28: ORGANISASI KOMPUTER

Vectored Interrupt

Untuk mengatasi kelemahan metode interrupt di atas digunakan metode vectored interrupt. Peralatan yang meminta interrupt menyertakan kode khusus yang merupakan identitas dari peralatan tersebut. Sehingga proscessor langsung dapat mengenali peralatan yang mengirimkan interrupt. Kode ini dapat berupa alamat dari peralatan pengirim.

Page 29: ORGANISASI KOMPUTER

Untuk menjalankan proses interupt vektor ini awalnya peralatan I/O mengirim sinyal interrupt request (INTR) pada prosessor.

Selanjutnya jika prosessor siap untuk melayani permintaan, maka prosessor mengirim sinyal interrupt acknowledge (INTA) untuk merespon IR dari peralatan I/O.

Setelah I/O menerima sinyal INTA, peralatanI/O mematikan sinyal INTR dan mengirimkan data interrupt vektor.

Umumnya perangkat I/O mengirim kode interrupt vektor melalui bus data, menggunakan sinyal kontrol bus untuk memastikan bahwa perangkat tidak saling mempengaruhi.

Page 30: ORGANISASI KOMPUTER

Interrupt Nesting

Gb. Implementasi interrupt priority menggunakan jalur INTR dan INTA

CPU

Device 1 Device 2 Device p. . .

INTR 1

INTA 1 INTA 2 INTA p

INTR 1 INTR p

Priority arbitrationcircuit

Page 31: ORGANISASI KOMPUTER

Dengan menggunakan gambar rangkaian di atas, dimungkinkan untuk menerima bebe-rapa interrupt secara bersamaan atau mene-rima interrupt pada saat processor menjalan-kan interrupt yang lain.

Penerimaan interrupt berdasarkan prioritas yang telah diberikan oleh rangkaian Priority Arbitration.

Peralatan yang memiliki prioritas lebih tinggi harus diutamakan meskipun processor se-dang memproses interrupt peralatan lain. Sedang peralatan yang memiliki prioritas le-bih rendah tidak dapat menghentikan proses interrupt oleh peralatan yang memiliki priori-tas lebih tinggi.

Page 32: ORGANISASI KOMPUTER

Simultaneus Request

Permintaan beberapa interrupt secara bersamaan dapat diatasi dengan penggunaan priority arbitration circuit (PAC), tetapi jumlah peralatan yang bisa dipasang dibatasi oleh jumlah jalur yang dimiliki oleh PAC. Dan jumlah kabel yang diperlukan cukup banyak.

Untuk menangani jumlah peralatan yang sangat banyak, biasanya penggunaan PAC dipadukan dengan metode daisy chain seperti yang digambarkan berikut ini.

Page 33: ORGANISASI KOMPUTER

Gb. Skema Interrupt Priority

CPU

Device 1 Device 2 Device p. . .

INTR

INTA

(a) Daisy chain

CPU

Device Device

INTR 1

INTA 1

Priority arbitrationcircuit

Device Device

INTR p

INTA p

......

(b) Arrangement of priority groups

Page 34: ORGANISASI KOMPUTER

Direct Memory Access

Direct memory access (DMA), digunakan untuk menangani kebutuhan transfer data dengan kecepatan tinggi dan dalam jumlah yang besar ke peralatan I/O.

Sebelumnya untuk transfer data selalu dikontrol oleh processor, padahal processor juga harus melakukan tugas-tugas yang lain. Transfer data yang sangat besar akan sangat menyibukkan dan memperlambat kerja processor.

Page 35: ORGANISASI KOMPUTER

Transfer DMA dilakukan oleh suatu control unit yg berhubungan dg I/O device. Rangkaian ini disebut sbg DMA controller.

DMA controller memungkinkan transfer data langsung antara device dan memory utama tanpa melibatkan prosesor.

Hal ini berarti bhw DMA controller melakukan fungsi-fungsi yg biasanya dilakukan oleh prosesor ketika mengakses memory utama.

Page 36: ORGANISASI KOMPUTER

Utk setiap byte atau word yg ditransfer, DMA controller harus menyediakan memory address dan semua sinyal bus yg mengendalikan transfer data.

Krn harus men-transfer block data, DMA controller harus meng-increment memory address utk byte atau word yg berurutan dan menghitung jumlah transfer.

Page 37: ORGANISASI KOMPUTER

Walaupun DMA controller dapat men-transfer data tanpa intervensi prosesor, operasinya harus di bawah kontrol suatu program yg di eksekusi oleh prossesor.

Untuk memulai transfer suatu blok word, prosesor mengirimkan data berikut ke controller: Alamat awal data di memory yang akan

ditransferJumlah word data dalam blokArah transfer (read atau write).

Page 38: ORGANISASI KOMPUTER

Setelah menerima informasi tsb, DMA controller melanjutkan utk melakukan transfer yg diminta.

Setelah semua blok di-transfer, controller memberitahu prosesor dengan mengirimkan sinyal interrupt.

Berikut gambar register yang ada pada DMA interface.

Page 39: ORGANISASI KOMPUTER

31 30 1 0

Done

R / W

IRQ

IE

Starting address

Word count

Gb. Register-register dalam DMA interface

Page 40: ORGANISASI KOMPUTER

Gambar di atas menunjukkan suatu contoh register-register dlm sebuah DMA controller yg dilihat oleh programmer.

Register-register ini di-akses dg cara yg sama dg semua I/O device interface yg lain. Dua register digunakan utk menyimpan alamat awal dan hitungan word.

Register yg ketiga mengandung status dan control flag.

Page 41: ORGANISASI KOMPUTER

Bit R/W menentukan arah transfer dan digunakan utk mengendalikan line yg berhubungan pd bus. Jika bit ini di set ke 1oleh instruksi program, controller melakukan suatu operasi read, yaitu transfer data dilakukan dari memory ke I/O device. Jika tidak, maka dilakukan operasi write.

Ketika controller telah menyelesaikan transfer suatu blok data dan siap menerima command yg lain, flag Done di set menjadi 1.

Page 42: ORGANISASI KOMPUTER

Bit 30 adl Interrupt enable flag. Jika di set ke 1, flag ini menyebabkan controller membangkitkan interrupt setelah menyelesaikan transfer sebuah blok data.

Akhirnya, controller men-set bit IRQ ke 1 ketika telah meminta interrupt.

Page 43: ORGANISASI KOMPUTER

Gambar di bawah adalah contoh penggunaan kontroller DMA pada sistem komputer, yang terdiri dari :

Kontroller DMA yang menghubungkan jaringan high speed ke bus komputer.

Kontroller Disk/DMA yang mengontrol dua disk. Kontroller ini dapat melakukan dua operasi DMA mandiri.

Page 44: ORGANISASI KOMPUTER

Gb. Penggunaan DMA kontroller dalam sistem komputer

ProcessorMemoryutama

KontrollerDisk/DMA

Disk Disk

KontrollerDMA

Printer Keyboard

JaringanInterface

Page 45: ORGANISASI KOMPUTER

Utk memulai transfer DMA suatu blok data, suatu program yg biasanya sebuah routine dlm sistem operasi, menulis informasi berikut ke register DMA channel yg ditugaskan ke printer: Alamat memory Hitungan word Fungsi yg akan dilakukan (Read atau

Write)

DMA controller kemudian melanjutkan sendiri utk mengimplementasikan fungsi yg ditentukan.

Page 46: ORGANISASI KOMPUTER

Ketika transfer DMA telah selesai, hal ini disimpan dlm register status dan control dari DMA controller dg men-set bit Done.

Pd saat yg sama, jika bit IE di-set, controller mengirimkan suatu permintaan interrupt kpd prosesor dan men-set bit IRQ.

Register status juga dapat digunakan utk menyimpan informasi, spt apakah transfer berlangsung dg benar atau terjadi error.

Ketika transfer DMA berlangsung, program yg meminta transfer tidak dapat dilanjutkan. Tetapi prosesor dapat digunakan untuk meng-eksekusi program yg lain.

Page 47: ORGANISASI KOMPUTER

Bus Arbritration

Konflik mungkin terjadi jika Prosesor dan DMA Controller mencoba untuk menggunakan bus pd saat yg sama dg akses ke memory utama. Krn beberapa DMA controller yg melayani I/O device yg berbeda dapat dihubungkan dg bus.

Dlm hal ini, dua atau lebih controller mencoba utk menggunakan bus secara bersamaan.

Page 48: ORGANISASI KOMPUTER

Utk mengatasi konflik ini, suatu rangkaian khusus yg disebut bus arbiter disediakan utk mengkoordinir kegiatan semua peralatan yg meminta transfer memory.

Berikut gambar pengaturan processor dengan bus arbiter circuitry.

Page 49: ORGANISASI KOMPUTER

Processor

DMAcontroller

1

DMAcontroller

2

BBSY

BR

BG1 BG2

Gb. Pengaturan sederhana bus arbitration dengan daisy chain

Page 50: ORGANISASI KOMPUTER

Cara kerja dari blok diagram di atas sama dengan blok diagram interrupt. Saat salah satu DMA controller memerlukan bus untuk transfer data, maka DMA controller tersebut mengirim sinyal Bus Request (BR) ke processor.

Processor merespon dengan mengirimkan sinyal Bus Grant (BG) yang terhubung ke semua DMA controller secara daisy chain. Sinyal BG juga menjadi indikator bahwa bus data sedang tidak terpakai (free).

Page 51: ORGANISASI KOMPUTER

Sinyal BG ini akan diterima oleh DMA1, apabila DMA1 meminta request maka sinyal ini tidak diteruskan ke DMA controller yang lain. Tetapi bila tidak sinyal BG akan diteruskan ke DMA2, begitu seterusnya. Kemudian DMA yang meminta request mengirimkan sinyal Bus Bussy (BBSY) kepada processor dan DMA controller yang lain agar tidak ada yang memakai data bus kecuali DMA tersebut.

Maka saat itu DMA yang meminta request dapat mentransfer data yang diperlukan, dan setelah selesai maka DMA tersebut menon-aktifkan BBSY untuk memberitahukan bahwa data bus telah free.

Page 52: ORGANISASI KOMPUTER

BR

BG1

BG2

BBSY

Busmaster

Prosesor ProsesorKontroler DMA 2

Gb. Rangkaian sinyal dalam transfer bus mastership

Page 53: ORGANISASI KOMPUTER

Gambar di atas menggambarkan saat kontroler DMA 2 me-request dan mendapatkan bus mastership dan kemudian melepaskannya. Selama menjadi bus master, kontroller tersebut dapat melakukan satu atau dua operasi transfer data

Page 54: ORGANISASI KOMPUTER

Distributed Arbitration

Distributed arbitration berarti semua perangkat yang menunggu untuk menggunakan bus, memiliki tanggung jawab yang sama dalam melaksanakan proses arbitrasi, tanpa menggunakan arbiter pusat.

Skema distributed arbitration digambarkan di bawah ini :

Page 55: ORGANISASI KOMPUTER

VCC

Sirkuit antar muka untuk perangkat A

ARB3ARB2ARB1ARB0Start Arbitration

0 1 0 1 0 1 1 1

O.C.

Gb. Skema Distributed Arbitration

Page 56: ORGANISASI KOMPUTER

Dengan menggunakan skema di atas, tiap perangkat pada pada bus tersebut diidentifikasi dengan bilangan 4-bit.

Saat satu atau lebih perangkat merequest bus tersebut, perangkat tersebut menyatakan sinyal Start-Arbitration dan meletakkan nomor ID 4-bit-nya pada empat jalur open-collector. Peme-nangnya di pilih berdasarkan nomor ID tertinggi.

Dengan jalur tipe open-collector, berlaku fungsi logika OR dengan logika 1 sebagai pemenang.

Page 57: ORGANISASI KOMPUTER

Untuk lebih jelasnya kita coba analisa kasus berikut : Misal dua perangkat A dan B, memiliki nomor ID 5

dan 6 (0101 dan 0110). Jika kedua kode ini masuk pada bus dan dibaca, maka pada logika OR, ID ini akan terbaca oleh kedua parangkat sebagai 0111.

Maka perangkat A dan B akan membandingkan kode pada jalur arbritasi tersebut dengan kode ID-nya masing-masing, dimulai dari most significant bit.

Jika dideteksi terdapat perbedaan pada posisi manapun, maka perangkat tersebut mendisable drivernya.

Maka saat A mendetaksi jalur ARB1, mengakibatkan A mendisable drivernya, sehingga B menjadi pemenangnya.

Page 58: ORGANISASI KOMPUTER

I/O Hardware

Processor, memory utama dan peralatan I/O dihubungkan oleh sebuah common bus.

Fungsi utama dari bus adalah untuk transfer data dan komunikasi antara ketiga komponen komputer tersebut di atas.

Page 59: ORGANISASI KOMPUTER

Processor Bus

Sebuah bus terdiri dari tiga set jalur, yaitu jalur data, alamat dan kontrol.

Sinyal kontrol untuk transfer data terdiri dari dua informasi, yaitu : jenis transfer dan timing.

Jenis transfer data adalah berupa informasi read atau write data. Jika transfer data dalam ukuran besar juga disertakan ukuran data dalam byte, word atau long word.

Page 60: ORGANISASI KOMPUTER

Informasi sinyal timing berupa sinyal waktu bagaimana processor dan peralatan I/O meletakkan dan mengambil data, ke dan dari bus.

Synchronous Bus

Pada synchronous bus , seluruh peralatan komputer mendapatkan informasi timing dari sebuah common clock. Jarak waktu antar pulsa ON disebut sebagai time interval, dan setiap time interval merupakan sebuah bus cycle yang merupakan waktu dimana data yang akan ditransfer dapat diletakkan.

Page 61: ORGANISASI KOMPUTER

Bus clock

Address andmodeinformation

Data

t0 t1 t2

Gb. Timing transfer input pada sebuah synchronous bus

Page 62: ORGANISASI KOMPUTER

Keterangan gambar :Saat t0 processor menempatkan alamat suatu

peralatan pada jalur address dan mengeset mode pada jalur control yang mengindikasi-kan operasi input (membaca data).

Waktu antara t0 – t1 yang digunakan harus lebih besar dari waktu maksimum berjalannya sinyal (propagation delay) dari processor ke semua peralatan. Dan juga cukup bagi peralatan yang dituju untuk meresponnya saat t1.

Page 63: ORGANISASI KOMPUTER

Waktu antara t1 – t2, peralatan input mengirimkan datanya ke MDR. Dan waktu ini juga harus lebih besar dari waktu maksimum yang diperlukan untuk mengirimkan data dari peralatan input ke processor.

Pada saat t2 data telah siap di MDR, dan pengiriman semua sinyal dihentikan baik oleh processor maupun peralatannya. Dan processor dapat kembali membaca data atau yang lain.

Page 64: ORGANISASI KOMPUTER

Bagan dari sychronous bus sangat sederhana juga dalam desain interfacenya. Tetapi panjang clock yang digunakan harus diatur untuk mengakomodasi peralatan yang berkecepatan rendah dan mempunyai delay terlama. Apabila waktu yang digunakan lebih cepat atau terjadi error pengiriman data sedang waktu telah habis, maka akan terjadi kesalahan dalam pengiriman data.

Page 65: ORGANISASI KOMPUTER

Asynchronous BusMerupakan cara lain pengiriman data.

Clock yang digunakan antara processor dan peralatan yang digunakan berbeda-beda. Agar tidak terjadi miscomunication digunakan sinyal ready dan accept sebagai pengganti sinyal clock.

Digunakan handshake protocol untuk proses pengiriman data sbb:

Page 66: ORGANISASI KOMPUTER

Processor akan megirimkan sinyal address dan mode operasi yang diinginkan. Disusul kemudian dikirimkan sinyal ready ke semua peralatan.

Peralatan yang mempunyai alamat sesuai dengan yang dikirimkan akan merespon dengan mengirimkan sinyal accept dan data yang diminta. Sesaat setelah sinyal accept dan data datang pada processor, maka processor akan menghentikan sinyal ready dan kemudian sinyal address.

Page 67: ORGANISASI KOMPUTER

t0 t1 t2 t3 t4 t5

Bus cycle

Address andmode

information

Data

Ready

Accept

Gb. Handshake control pada operasi input data

Page 68: ORGANISASI KOMPUTER

Keterangan gambar :

t0 – Processor menempatkan address dan informasi mode operasi pada bus.

t1 – Processor mengeset ready line yang menginformasikan pada I/O bahwa alamat dan informasi mode operasi yang baru siap.

t2 – Peralatan dengan alamat yang dimaksud menerima informasi dari processor merespon dengan mengeset sinyal accept dan mengirimkan data yang diminta.

Page 69: ORGANISASI KOMPUTER

t3 – Sinyal accept yang datang pada processor mengindikasikan bahwa data telah tersedia di bus. Setelah data diterima maka pada saat itu juga processor mereset sinyal ready.

t4 – Processor menghentikan pengiriman sinyal address dan mode, kemudian menggantinya dengan adreess dan mode yang baru jika diperlukan.

t5 – Ketika peralatan input menerima perubahan sinyal ready dari 1 ke 0, beberapa saat kemudian maka ia menghentikan pengiriman datanya dan mereset sinyal accept. Hal ini menandai selesainya proses input transfer

Page 70: ORGANISASI KOMPUTER

t0 t1 t2 t3 t4 t5

Bus cycle

Address andmode

information

Data

Ready

Accept

Gb. Handshake control pada operasi output data