Pengertian Bus dan Sistem Bus

Sistem adalah suatu kesatuan yang terdiri dari berabagai macam alat/komponen yang kesemuanya saling bertautan berdasarkan pada aturan tertentu untuk menghasilkan fungsi tertentu. Bus adalah jalur atau suatu lintasan penghubung antara 2 komponen atau lebih dengan syarat utama adalah sebagai media untuk mentranmisikan antara komponen yang saling terhubung. Sistem Bus adalah sebuah struktur yang terdiri dari bebarapa komponen dan bus sebagai alat penghubung antar komponen dengan procedure/fungsi-fungsi tertentu.

Ø 3 Sistem Bus Berdasarkan Fungsinya:

1.      Saluran Data

Sesuai dengan degan nama pada Bus ini bahwa fungsinya adalah menstransfer data diantara mikroprosessor dan memory atau output device lainya. Sistem Bus data bisa terdiri dari beberapa saluran yang jumlahnya biasanya dikaitkan dengan lebar Bus Data yang akan ditransfer. Misalkan Sistem bus data dengan 8 saluran dapat mentransfer 8 bit data dalam 1 kali proses, begitupun dengan 16 dan 32 saluran. Lebar Bus Data juga merupakan factor penting dalam menentukan kinerja pada system.

2.      Saluran Alamat

Bus yang berperan dalam pemilihan alamat pada memory atau port untuk ditulis atau dibaca. Memory terdiri dari beberapa kapilng kapling yang memiliki alamat unik untuk penyimpanan data, Bus ini berperan dalam menyesuaikan alamat dengan benar sehingga data akan dibaca atau ditulis dari alamat kapling kapling pada memory. Aliran data alamat yang dikirim/diambil hanya satu arah yaitu dari mikroprosessor ke memory atau port. Bit-bit order lebih rendah biasanya untuk mereferensikan lokasi lokasi di dalam modul memory dengan 128 word memory, sedang sebaliknya diatasnya biasa dikaitkan dengan perangkat - perangkat yang terhubung dengan sebuah modul I/O.

3.      Saluran Kontrol

Bus ini digunakan oleh mikroprosessor untuk dalam menentukan kesiapan memori atau port untuk menerima data dari mikroprosessor atau ditulis dan sebaliknya kesiapan mereka dalam mengirim data ke mikroprosessor. Dalam proses pengkontrolan mikroprosessor ini memberikan sinyal-sinyal pewaktuan untuk memvalidasi data dan informasi alamat, berikutnya akan mendefinisikan process yang akan dilakkan seperti:

A.    Write

Ketika aktiv dapat mengindikasikan bahwa terjadi prosess menulis pada device yang dilakukan oleh CPU (mikroprosessor).

B.     Read

Ketika aktiv dapat mengindikasikan bahwa terjadi prosess membaca pada device tertentu yang dilakukan oleh CPU (mikroprosessor).

C.    Byte enable

Group lintasan ini aktiv untuk mengindikasikan besar/pangjangnya data word yang akan ditulis/dibaca contoh (8,16,32,64).

D.    Transfer ACK (acknowledgement)

Mengirimkan sinyal informasi yang berupa pemberitahuan bahwa data telah diterima(ditulis) oleh device.

E.     Bus Request

Ketika aktiv dapat mengindikasikan bahwa device membutuhkan bus (data).

F.     Bus Grant

Ketika aktiv dapat mengindikasikan CPU/mikroprosessor memberikan akses pada bus (request).

G.    Interrupt Reqest

Device dengan priority rendah melakukan permintaan akses ke microprosessor/CPU

H.    Clock Signals

Untuk mengsingkronisasi atau menyamakan data diantara mikroprosessor dengan sebuah device.

I.       Reset

Ketika active maka mikriprosessor atau CPU akan melakukan me-restart ulang system secara paksa.

Struktur Interkoneksi adalah Kompulan lintasan atau saluran berbagai modul  (CPU,Memori,I/O)

Struktur interkoneksi bergantung pada

1. Jenis data
2. Karakteristik pertukaran data

Ø Jenis Data

        i.            Memori :

Memori umumnya terdiri atas N word memori dengan panjang yang sama. Masing–masing word diberi alamat numerik yang unik (0, 1, 2, …N-1). Word dapat dibaca maupun ditulis pada memori dengan kontrol Read dan Write. Lokasi bagi operasi dispesifikasikan oleh sebuah alamat.

      ii.            Modul I/O :

Operasi modul I/O adalah pertukaran data dari dan ke dalam komputer. Berdasakan pandangan internal, modul I/O dipandang sebagai sebuah memori dengan operasi pembacaan dan penulisan. Seperti telah dijelaskan pada bab 6 bahwa modul I/O dapat mengontrol lebih dari sebuah perangkat peripheral. Modul I/O juga dapat mengirimkan sinyal interrupt.

    iii.            CPU :

CPU berfungsi sebagai pusat pengolahan dan eksekusi data berdasarkan routine–routine program yang diberikan padanya. CPU mengendalikan seluruh sistem komputer sehingga sebagai konsekuensinya memiliki koneksi ke seluruh modul yang menjadi bagian sistem komputer.

Dari 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

Sampai saat ini terjadi perkembangan struktur interkoneksi, namun yang banyak digunakan saat ini adalah sistem bus.

Sistem bus

1. Digunakan secara tunggal
2. Digunakan secara jamak,

Hal ini Tergantung karakteristik sistemnya

Ø  Interkoneksi Bus – Struktur 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, yaitu :

• Saluran data
• Saluran alamat
• Saluran kontrol

ü  Saluran 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

ü  Saluran Alamat (Address 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

ü  Saluran kontrol (Control Bus)

Digunakan untuk mengontrol 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 atas

• Sinyal pewaktuan adalah Sinyal pewaktuan menandakan validitas data dan alamat
• Sinyal–sinyal perintah adalah Sinyal perintah berfungsi membentuk suatu operasi

Ø  Prinsip Operasi Bus

1.      Meminta penggunaan bus.

2.      Apabila telah disetujui, modul akan memindahkan data yang diinginkan ke modul yang dituju.

Ø  Hierarki Multiple Bus

Bila terlalu banyak modul atau perangkat dihubungkan pada bus maka akan terjadi penurunan kinerja. Faktor – faktor :

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

Ø  Arsitektur bus jamak

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
• 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

Keuntungan hierarki bus jamak kinerja tinggi

1. Bus berkecepatan tinggi lebih terintegrasi dengan prosesor.
2. Perubahan pada arsitektur prosesor tidak begitu mempengaruhi kinerja bus

Keuntungan hierarki bus jamak kinerja tinggi

1. Bus berkecepatan tinggi lebih terintegrasi dengan prosesor.
2. Perubahan pada arsitektur prosesor tidak begitu mempengaruhi kinerja bus