Pengertian sistem bus dan cara kerja sistem bus

PENGERTIAN SISTEM BUS DAN CARA KERJA SISTEM BUS

Pengertian Sistem Bus

Bus adalah Jalur komunikasi yang dibagi pemakai Suatu set kabel tunggal yang digunakan untuk menghubungkan berbagai subsistem. Karakteristik penting sebuah bus adalah bahwa bus merupakan media transmisi yang dapat digunakan bersama. Sistem komputer terdiri dari sejumlah bus yang berlainan yang menyediakan jalan antara dua buah komponen pada bermacam-macam tingkatan hirarki sistem komputer.

1. Struktur Interkoneksi
Computer tersusun atas komponen-komponen atau modul-modul yang saling berkomunikasi. Kumpulan lintasan atau saluran berbagai modul disebut Struktur Interkoneksi. Rancangan struktur interkoneksi sangat bergantung pada jenis dan karakteristik pertukaran datanya. Berikut merupakan jenis pertukaran data yang diperlukan oleh modul-modul penyusun komputer :

? Memori :
Memori umumnya terdiri atas N word memori dengan panjang yang sama.
? Modul I/O :
Adalah pertukaran data dari dan ke dalam komputer. Modul I/O juga dapat mengontrol lebih dari sebuah perangkat peripheral.
? CPU :
Berfungsi sebagai pusat pengolah dan eksekusi data berdasarkan routine-routine program yang diberikan kepadanya.
Dari jenis pertukaran data yang diperlukan modul-modul komputer, maka struktur interkoneksi harus mendukung perpindahan data berikut :
Ø Memori ke CPU : CPU melakukan pembacaan data maupun interuksi dari memori.
Ø CPU ke Memori : CPU melakukan penyimpanan atau penulisan data ke memori.
Ø I/O ke CPU : CPU membaca data dari peripheral melalui modul I/O.
Ø CPU ke I/O : CPU mengirimkan data ke perangkat peripheral melalui modul I/O.
Ø 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 ada yang digunakan secara tunggal dan ada secara jamak, tergantung karakteristik sistemnya.

          2. Interkoneksi Bus
Bus merupakan lintasan komunikasi yang menghubungkan dua atau lebih komponen komputer. Sifat penting dan merupakan syarat utama adalah bus adalah media transmisi yang dapat digunakan bersama oleh sejumlah perangkat yang terhubung padanya.
Karena digunakan 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.
Struktur Bus
Sebuah bus biasanya terdiri atas beberapa saluran. Secara umum fungsi saluran bus dikategorikan dalam tiga bagian, yaitu saluran data, saluran alamat, dan saluran kontrol.
Saluran data (data bus) adalah lintasan bagi perpindahan data antar modul. Umumnya jumlah saluran terkait dengan panjang word.
Saluran alamat (address bus) digunakan untuk menspesifikasikan sumber dan tujuan data pada bus data. Saluran ini digunakan untuk mengirim alamat word pada memori yang akan diakses CPU
Saluran kontrol (control bus) digunakan untuk mengontrol bus data, bus alamat, dan seluruh modul yang ada. Secara umum saluran control meliputi :
ü Memory Write, memerintahkan data pada bus akan dituliskan kedalam lokasi alamat.
ü Memory Read, memerintahkan data dari lokasi alamat ditempatkan pada bus data.
ü I/O Write, memerintahakan data pada bus dikirim ke lokasi port I/O.
ü I/O Read, memerintahkan data dari port I/O ditempatkan pada bus data.
ü Transfer ACK, menunjukan data telah diterima dari bus atau data telah ditempatkan pada bus.
ü Bus Request, menunjukan bahwa modul memerlukan control bus.
ü Bus Grant, menunjukan modul yang melakukan request telah diberi hak mengontrol bus.
ü Interrupt Request, menandakan adanya penangguhan interrupt dari modul.
ü Interrupt ACK, menunjukan penangguhan interrupt telah diketahui CPU.
ü Clock, control untuk sinkronisasi operasi antar modul.
ü Reset, digunakan untuk menginisialisasi seluruh modul.

Secara fisik bus adalah konduktor listrik paralel yang menghubungkan modul-modul. Prinsip operasi bus adalah sebagai berikut.
Operasi pengiriman data ke modul lainnya :

1. Meminta penggunaan bus.
2. Apabila telah disetujui, modul akan memindahkan data yang diinginkan ke modul yang dituju.
Operasi meminta data dari modul lainnya :

1. Meminta penggunaan bus.
2. Mengirim request ke modul yang dituju melalui saluran kontrol dan alamat yang sesuai.
3. Menuggu modul yang dituju mengirimkan data yang diinginkan.
Hierarki Multiple Bus
Bila terlalu banyak modul atau perangkat dihubungkan pada bus maka akan terjadi penurunan kinerja, yang disebabkan oleh :
ü Semakin besar delay propagasi untuk mengkoordinasikan penggunaan bus
ü Antrian penggunaan bus semakin panjang.
ü Dimungkinkan habisnya kapasitas transfer bus sehingga memperlambat data.
Antisipasi dan solusi persoalan diatas adalah penggunaan bus jamak yang hierarkis. Modul-modul diklasifikasikan berdasarkan kebutuhan terhadap lebar dan kecepatan bus. Bus biasanya terdiri dari atas bus lokal, bus sistem, dan bus ekspansi.

            3. Elemen Perancangan Bus
Saat ini terdapat banyak implementasi sistem bus, tetapi parameter dasar perancangan bus dapat diklasifikasikan berdasarkan jenis (dedicated dan mulitiplexed), metode arbitrasi (tersentralisasi dan terdistribusi), timing (sinkron dan tak sinkron), lebar bus ( lebar address dan lebar data), dan jenis transfer datanya (read, write, read-modify-write, read-alter-write,block).
Tujuan yang hendak dicapai dalam perancangan adalah bagaimana bus dapat cepat menghantarkan data dan efisiensinya tinggi. Intinya karakteristik pertukaran data dan modul yang terkait merupakan pertimbangan utama dalam perancangan bus.

Jenis Bus

Berdasarkan jenis busnya, bus dibedakan menjadi bus yang khusus menyalurkan data tertentu, misalnya paket data saja, atau alamat saja, jenis ini disebut dedicated bus. Namun apabila bus dilakukan informasi yang berbeda baik data, alamat maupun sinyal control dengan metode multiplex data maka bus ini disebut multiplexed bus.

Metode Arbitrasi

Terdapat dua macam metode arbitrasi, yaitu tersentral dan terdistribusi. Pada metode tersentral diperlukan pengontrol bus sentral atau arbiter yang bertugas mengatur penggunaan bus oleh modul. Sedangkan dalam metode terdistribusi, setiap modul memiliki logika pengontrol akses yang berfungsi mengatur pertukaran data melalui bus.

Cara Kerja Sistem Bus

Pada sistem komputer yang lebih maju, arsitektur komputernya  akan  lebih kompleks, sehingga untuk meningkatkan  performa digunakan beberapa buah bus. Tiap bus merupakan jalur data antara beberapa device yang berbeda. Dengan cara ini RAM, Prosesor, GPU (VGA AGP) dihubungkan oleh bus utama berkecepatan tinggi yang lebih dikenal dengan nama FSB (Front Side Bus) . Sementara perangkat lain yang lebih lambat dihubungkan oleh bus yang berkecepatan lebih rendah yang terhubung dengan bus lain yang lebih cepat sampai ke bus utama. Untuk komunikasi antar bus ini digunakan sebuah bridge

v  Data Bus :

- Berfungsi untuk mentransfer data, membawa data dari dan ke perangkat atau periferal

- Terdiri atas beberapa jalur penghantar, 8, 16, 32 bahkan 64 bahkan lebih jalur paralel

- Data ditransmisikan dalam dua arah, yaitu dari CPU atau mikroprosesor ke unit memori atau modul I/O dan sebaliknya.

- Semakin lebar bus maka semakin besar data yang dapat ditransfer sekali waktu.

v  Control Bus:

 - Berfungsi untuk mensinkronkan proses penerimaan dan pengiriman data.

 - Untuk mengatur memori atau port agar siap ditulis atau dibaca.

 - Sinyal Kontrol: RD, WR, IO/M

- Sinyal Read dan write : untuk mengakses data ke dan dari perangkat

v  Address Bus:

- membawa informasi untuk mengetahui lokasi suatu perangkat atau periferal

- Untuk memilih lokasi memori atau port yang akan ditulis atau dibaca

- Untuk menentukan rute data, bersumber dari mana, tujuannya ke mana.

- Bersifat searah, cpu memberikan alamat yang bertujuan untuk menentukan periferal mana yang dituju. Contoh memori mana yang dituju atau I/O mana yang dituju.

- Semakin besar bus alamat, akan semakin banyak range lokasi yang dapat dialamati.

- Jumlah alamat yang dapat dituju pada Bus alamat adalah sebanyak 2ⁿ. n jumlah jalur Bus alamat.

sumber: https://syamsuljunior.blogspot.com