SYSTEM BUSSYSTEM BUS

Presented By:Presented By:Andri SudjanaNono Heryana

Pengertian System Bus

BUS adalah Jalur komunikasi yang dibagi pemakai Suatu set kabel tunggal yang digunakan untuk menghubungkan berbagai subsistem. BUS Sistem adalah Sebuah Bus yang menghubungkan komponen-komponen utama komputer (CPU, Memori ,I/O)

Gambar 1. System Bus

Processor Memory

I/O device 1 I/O device n

Bus

Interkoneksi BusBus ? merupakan lintasan komunikasi yang menghubungkan dua atau lebih komponen komputer. Sifat penting dan merupakan syarat utama bus ? adalah media transmisi yang dapat digunakan bersama oleh sejumlah perangkat yang terhubung padanyaDigunakan bersama ? Diperlukan aturan main agar tidak terjadi tabrakan data atau kerusakan data yang ditransmisikan. Walaupun digunakan bersama namun dalam satu waktu hanya ada sebuah perangkat yang dapat menggunakan bus. Sebuah bus biasanya terdiri atas beberapa saluran. Sebagai contoh bus data terdiri atas 8 saluran sehingga dalam satu waktu dapat mentransfer data 8 bit. Secara umum fungsi saluran bus dikatagorikan dalam tiga bagian Saluran data, Saluran alamat & Saluran kontrol

Struktur InterkoneksiDari jenis pertukaran data yang diperlukan modul–modul komputer, maka struktur interkoneksi harus mendukung perpindahan data. ➢ Memori ke CPU : CPU melakukan pembacaan data maupun instruksi dari memori.➢ CPU ke Memori : CPU melakukan penyimpanan atau penulisan data ke memori.➢ I/O ke CPU : CPU membaca data dari peripheral melalui modul I/O.➢ CPU ke I/O : CPU mengirimkan data ke perangkat peripheral melalui modul I/O.➢ I/O ke Memori atau dari Memori : digunakan pada sistem DMA

Gambar 2: Pola Interkoneksi

Bus Data

Lintasan bagi perpindahan data antar modul. Secara kolektif lintasan ini disebut bus data. Umumnya jumlah saluran terkait dengan panjang word, misalnya 8, 16, 32 saluran Tujuan : agar mentransfer word dalam sekali waktu. Jumlah saluran dalam bus data dikatakan lebar bus, dengan satuan bit, misal lebar bus 16 bit

Transfer DataTransfer 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● 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

● Struktur Interkoneksi: Kumpulan lintasan atau saluran berbagai modul (CPU,Memori,I/O), Struktur interkoneksi bergantung pada Jenis data & Karakteristik pertukaran data.

Hirarki System BusBus disusun secara hierarkis, karena setiap bus yang memiliki kecepatan rendah akan dihubungkan dengan bus yang memiliki kecepatan tinggi. Setiap perangkat di dalam sistem juga dihubungkan ke salah satu bus yang ada. Sebagai contoh, kartu grafis AGP akan dihubungkan ke bus AGP. Beberapa perangkat lainnya (utamanya chipset atau kontrolir) akan bertindak sebagai jembatan antara bus-bus yang berbeda. Sebagai contoh, sebuah kontrolir bus SCSI dapat mengubah sebuah bus menjadi bus SCSI, baik itu bus PCI atau bus PCI Express.Bila terlalu banyak modul atau perangkat dihubungkan pada bus maka akan terjadi penurunan kinerja.Faktor-faktor : Semakin besar delay propagasi untuk mengkoordinasikan penggunaan bus, antrian penggunaan bus semakin panjang, dimungkinkan habisnya kapasitas transfer bus sehingga memperlambat data.

Sinyal Kontrol Secara Fisik Konduktor listrik paralel yang menghubungkan

modul – modul Konduktor adalah saluran utama pada PCB motherboard dengan layout tertentu sehingga

didapat fleksibilitas penggunaan Untuk modul I/O biasanya dibuat slot bus yang

mudah dipasang dan dilepas Misalnya: Slot PCI dan Slot ISA.

Untuk chips akan terhubung melalui pinnya

Control Bus Digunakan untuk menspesifikasi sumber dan tujuan data pada

bus data.

Digunakan untuk mengirim alamat word pada memori yang akan diakses CPU.

Digunakan untuk saluran alamat perangkat modul komputer saat CPU mengakses suatu modul.

Semua peralatan yang terhubung dengan sistem komputer, agar dapat diakses harus memiliki alamat. Contoh : mengakses port I/O, maka port I/O harus memiliki alamat hardware-nya

Sinyal Saluran Kontrol: Sinyal pewaktuan menandakan validitas data dan alamat Sinyal perintah berfungsi membentuk suatu operasi

Apa Saja Control Bus? Memory Write, memerintahkan data pada bus akan dituliskan ke dalam lokasi alamat.

Momory Read memerintahkan data dari lokasi alamat ditempatkan pada bus data.

I/O Write, memerintahkan data pada bus dikirim ke lokasi port I/O.

I/O Read, memerintahkan data dari port I/O ditempatkan pada bus data.

Transfer ACK, menunjukkan data telah diterima dari bus atau data telah ditempatkan pada bus.

Bus Request, menunjukkan bahwa modul memerlukan kontrol bus.

Bus Grant, menunjukkan modul yang melakukan request telah diberi hak mengontrol bus.

Interrupt Request, menandakan adanya penangguhan interupsi dari modul.

Interrupt ACK, menunjukkan penangguhan interupsi telah diketahui CPU.

Clock, kontrol untuk sinkronisasi operasi antar modul.

Reset, digunakan untuk menginisialisasi seluruh modu

Prinsip Operasi Bus Operasi pengiriman data ke modul:

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

Operasi meminta data dari modul lainnya: Meminta penggunaan bus, Mengirim request ke modul yang dituju melalui saluran kontrol dan alamat yang sesuai dan Menunggu modul yang dituju mengirimkan data yang diinginkan.

Arsitektur Bus Jamak Tradisional

Prosesor, cache memori dan memori utama terletak pada bus tersendiri pada level tertinggi karena modul – modul tersebut memiliki karakteristik pertukaran data yang tinggi.

Pada arsitektur berkinerja tinggi, modul – modul I/O diklasifikasikan menjadi dua, Memerlukan transfer data berkecepatan tinggi, dan Memerlukan transfer data berkecepatan rendah.

Modul dengan transfer data berkecepatan tinggi disambungkan dengan bus berkecepatan tinggi pula

Modul yang tidak memerlukan transfer data cepat disambungkan pada bus ekspansi.

Gambar 3: Arsitektur Bus Jamak Tradisional

Arsitektur Bus Jamak Kinerja Tinggi

Keuntungan hierarki bus jamak kinerja tinggi adalah Bus berkecepatan tinggi lebih terintegrasi dengan prosesor, dan perubahan pada arsitektur prosesor tidak begitu mempengaruhi kinerja bus.

Gambar 4: Arsitektur Jamak Kinerja Tinggi

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

Struktur Bus

BUS DATA : Saluran data memberikan lintasan bagi perindahan data antara dua modul sistem dan Besar jalur bus data mempengaruhi kinerjanya, contoh : 8, 16, 32 dan 64 bit.

BUS ALAMAT : Identifikasi sumber atau tujuan data pada bus data dan mengalamati port-port I/O, Contoh : jika CPU akan membaca word ( 8, 16 atau 32 bit) data dari memori maka CPU akan menaruh alamat word yang dimaksud pada saluran alamat.

BUS KONTROL : Mengontrol akses ke saluran alamat dan penggunaan data dan saluran alamat dan Mengendalikan dan mengatur timing informasi : Sinyal read/write, Interrupt request dan Sinyal clock

Elemen-elemen Rancangan BusDedicated : Penggunaan alamat terpisah dan jalur dataKeuntungan : Throughtput yang tinggi, karena kemacetan lalu lintas kecilKerugian : meningkatnya ukuran dan biaya sistem

Multiplexed : Penggunnan saluran yang sama untuk berbagai keperluanKeuntungan : Memerlukan saluran yang lebih sedikit, uang menghemat ruang dan biayaKerugian : Diperlukan rangkaian yang lebih kompleks untuk setiap modul

Metode Arbitrasi : Menugaskan sebuah perangkat, CPU atau I/O bertindak sebagai master1. Tersentralisasi, Pengontrol bus atau arbitrer bertanggung jawab atas alokasi waktu pada BUS2. Terdistribusi, Modul-modul bekerja sama untuk memakai BUS bersama-sama

Timing : Cara terjadinya event dikoordinasikan pada BUS1. Synchronous, Terjadinya event pada bus ditentukan oleh sebuah clock.2. Asynchrpnous, Terjadinya event bus mengikuti dan tergantung pada event sebelumnya.

Lebar BUS 1. Address : Lebar bus alamat mempengaruhi kapasitas dan Semakin lebar bus alamat, semakin besar range lokasi yang dapat direferensi 2. Data : Lebar bus data, mempengaruhi kinerja sistem dan Semakin lebar bus data, semakin besar bit yang dapat ditransfer pada suatu waktu.

Jenis Transfer Data1. Read : Slave menaruh data pada bus data begitu slave mengetahui alamat dan mengambil datanya2. 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.4. Read after Write : Operasi yang tidak dapat dibagi yang berisi operasi Write diikuti operasi Read dari alamat yang sama5. Blok : Sebuah siklus alamat diikuti oleh n siklus data

Tipe-tipe Bus

Bus prosesor. Bus ini merupakan bus tercepat dalam sistem dan menjadi bus inti dalam chipset dan motherboard. Bus ini utamanya digunakan oleh prosesor untuk meneruskan informasi dari prosesor ke cache atau memori utama ke chipset kontroler memori (Northbridge, MCH, atau SPP). Bus ini juga terbagi atas beberapa macam, yakni Front-Side Bus, HyperTransport bus, dan beberapa bus lainnya.

Bus AGP (Accelerated Graphic Port). Bus ini merupakan bus yang didesain secara spesifik untuk kartu grafis. Bus ini berjalan pada kecepatan 66 MHz (mode AGP 1x), 133 MHz (mode AGP 2x), atau 533 MHz (mode AGP 8x) pada lebar jalur 32-bit, sehingga bandwidth maksimum yang dapat diraih adalah 2133 MByte/s. Umumnya, bus ini terkoneksi ke chipset pengatur memori (Northbridge, Intel Memory Controller Hub, atau NVIDIA nForce SPP). Sebuah sistem hanya dapat menampung satu buah bus AGP. Mulai tahun 2005, saat PCI Express mulai marak digunakan, bus AGP ditinggalkan.

Bus PCI (Peripherals Component Interconnect). Bus PCI tidak tergantung prosesor dan berfungsi sebagai bus peripheral. Bus ini memiliki kinerja tinggi untuk sistem I/O berkecepatan tinggi. Bus ini berjalan pada kecepatan 33 MHz dengan lebar lajur 32-bit. Bus ini ditemukan pada hampir semua komputer PC yang beredar, dari mulai prosesor Intel 486 karena memang banyak kartu yang menggunakan bus ini, bahkan hingga saat ini. Bus ini dikontrol oleh chipset pengatur memori (northbridge, Intel MCH) atau Southbridge (Intel ICH, atau NVIDIA nForce MCP).

Bus USB (Universal Serial Bus). Bus ini dikembangkan oleh tujuh vendor komputer, yaitu Compaq, DEC, IBM, Intel, Microsoft, NEC, dan Northern Telecom. Bus ini ditujukan bagi perangkat yang memiliki kecepatan rendah seperti keyboard, mouse, dan printer karena tidak akan efisien jika perangkat yang berkecepatan rendah dipasang pada bus berkecepatan tinggi seperti PCI. Keuntungan yang didapat dari bus USB antara lain : tidak harus memasang jumper, tidak harus membuka casing untuk memasang peralatan I/O, hanya satu jenis kabel yang digunakan, dapat mensuplai daya pada peralatan I/O, tidak diperlukan reboot.

Bus 1394. Bus yang mempunyai nama FireWire memiliki kecepatan tinggi diatas SCSI dan PCI. Bus 1394 sangat cepat, murah, dan mudah untuk diimplementasikan. Bus ini tidak hanya populer perangkat komputer tetapi juga perangkat elektronik seperti kamera digital, VCR, dan televisi.

BUS Seri UniversalSebuah bus standart yang disepakati bersama oleh tujuh perusahaan untuk digunakan pada peralatan berkecepatan rendah

Bus SCSI (Small Computer System Interface), Bus ini diperkenalkan oleh Macintosh pada tahun 1984. SCSI merupakan antarmuka standar untuk drive CD-ROM, peralatan audio, harddisk, dan perangkat penyimpanan eksternal berukuran besar.Bus PCI Express (Peripherals Component Interconnect Express)Bus PCI-X (Peripherals Component Interconnect Express)Bus EISA (Extended Industry Standard Architecute)Bus MCA (Micro Channel Architecture)BUS ISA, Bus ISA (Industry Standard Architecture) adalah sebuah bus PC/AT (16 bit) yang beroperasi pada 8,33 MHz

KesimpulanKomputer tersusun atas beberapa komponen penting seperti CPU, memori, perangkat I/O. Sistem bus adalah penghubung bagi keseluruhan komponen komputer dalam menjalankan tugasnya. Kumpulan lintasan atau saluran berbagai modul disebut struktur interkoneksi. Rancanagan struktur interkoneksi sangat bergantung pada jenis dan karakteristik pertukaran datanya. Secara umum fungsi saluran bus dikatagorikan dalam tiga bagian, yaitu saluran data, saluran alamat dan saluran kontrol.

Terima Kasih

“Jadikan belajar sebagai makanan, dimana Anda akan lapar jika tidak melakukannya”