I/O BUS

SISTEM BUS

Bus adalah suatu lintasan komunikasi yang menghubungkan dua atau lebih perangkat. Umumnya, suatu bus terdiri dari berbagai lintasan komunikasi, atau saluran. Masing-masing

saluran mampu mentransmisikan sinyal yang mewakili biner 1 dan biner 0.Dari waktu ke
waktu, suatu urutan digit biner dapat ditransmisikan melalui lintasan tunggal. Dengan
mengumpulkannya, beberapa lintasan bus dapat digunakan untuk mentransmisikan digit
biner secara simultan (secara paralel). Sebagai contoh, suatu unit data 8-bit dapat
ditransmisikan melalui delapan saluran bus.Sebuah bus yang menghubungkan komponen-komponen komputer utama (prosesor, memori, I/O) disebut suatu sistem bus. Sistem komputer berisi sejumlah bus berbeda yang menyediakan lintasan antara
komponen-kornponen pada berbagai level dari tingkatan sistem komputer. Bus terdiri dari 3:

1.  Bus Data Saluran yang memberikan lintasan bagi perpindahan data antara dua modul sistem.
2. Bus Alamat Digunakan untuk menandakan sumber atau tujuan data pada bus data,misalnya CPU akan membaca sebuah word (8, 16, 32 bit) data dari memori, makaCPU akan menaruh alamat word yang dimaksud pada saluran alamat. Berikut ini ukuran address bus dari beberapa prosesor  

Nama Prosessor	Ukuran Bus	Contoh penggunaan
8086	20 bit	Komputer dengan prosesor 8086
8088	20 bit	Komputer dengan prosesor 8088
80286	24 bit	Komputer dengan prosesor 80286
80486DX	32 bit	Komputer dengan prosesor 80486DX
Pentium I	32 bit	Komputer dengan prosesor Pentium I
K6	32 bit	Komputer dengan prosesor K6
Pentium II	36 bit	Komputer dengan prosesor Pentium II
Pentium III	36 bit	Komputer dengan prosesor Pentium III
Pentium IV	36 bit	Komputer dengan prosesor Pentium IV
Athlon-64	40 bit	Komputer dengan prosesor Athlon-64
Itanium	44 bit	Komputer dengan prosesor Itanium

     3. Bus Kontrol , bus kontrol Digunakan untuk mengontrol akses ke saluran alamat, penggunaan              data dan saluran alamat.Karena data dan saluran alamat digunakan bersama oleh seluruh                      komponen, maka harus ada alat untuk mengontrol penggunaannya. Signal-signal kontrol                      melakukan transmisi baik perintah maupun informasi pewaktuan diantra modul-modul                        system.Signal-signal pewaktuan menunjukkan validitas data dan informasi alamat. Umumnya              saluran kontrol meliputi : 

1. Memory Write : menyebabkan data pada bus akan dituliskan ke dalam lokasi alamat.
2. Memory Read : menyebabkan data dari lokasi alamat ditempatkan pada bus .
3. I/O Write : menyebabkan data pada bus di output kan ke port I/O yang beralamat.
4. I/O Read : menyebabkan data dari port I/O yang beralamat ditempatkan pada bus.
5. Transfer ACK : menunjukkan bahwa data telah diterima dari bus atau telah ditempatkan di bus.
6. Interrupt Request : menandakan bahwa sebuah interrupt ditangguhkan.
7. Interrupt ACK : memberitahukan bahwa interrupt yang ditangguhkan telah diketahui.
8. Clock : digunakan untuk mensinkronkan operasi-operasi.
9. Reset : menginisialisasi seluruh modul 

Operasi BUS

Bila sebuah modul akan mengirimkan data ke modul lainnya, maka modul itu harus melakukan dua hal yaitu memperoleh penggunaan bus dan memindahkan data melalui bus.Bila semuah modul akan meminta data dari modul lainnya, maka modul itu harus memperoleh penggunaan bus dan memindahkan sebuah request ke madul lainnya melalui saluran control dan saluran alamat yang sesuai. Kemudian modul harus menunggu modul yang di-request untuk mengirimkan data. 

Struktur Bus 

Suatu sistem bus berisi, biasanya, dari sekitar 50 sampai ratusan saluran yang terpisah.

Masing-masing lintasan ditandai dengan arti atau fungsi. pada bus manapun saluran dapat digolongkan ke dalam tiga golongan : fungsional: data, alamat, dan saluran kontrol.
Lebar Bus
1. Address
- Lebar bus alamat mempengaruhi kapasitas.
- Semakin lebar bus alamat, semakin besar range lokasi yang dapat direferensi.

2. Data
- Lebar bus data, mempengaruhi kinerja sistem.
- Semakin lebar bus data, semakin besar bit yang dapat ditransfer pada suatu waktu.
Jenis – Jenis Transfer Data
Operasi transfer data adalah pertukaran data antar modul sebagai tindak lanjut atau

pendukung operasi yang sedang dilakukan. Saat ini terdapat banyak implementasi system 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) . Data dependensi Data dependensi adalah situasi dimana sebuah pernyataan
program (instruksi) merujuk kepada data dari pernyataan sebelumnya. Ada 3 jenis data dependensi :
• Read after Write (RAW) atau True dependency
Sebuah operand dimodifikasi dan dibaca langsung setelah itu. Karena instruksi
pertama mungkin belum selesai ditulis ke dalam operand, instruksi ke 2 mungkin
menggunakan data yang salah.
• Write after Read (WAR) atau Anti dependency
Dembaca sebuah operand dan langsung menulisnya ke operand yang sama. Karena
proses menulisnya mungkin belum selesai sebelum proses baca, instruksi baca mungkin
mendapatkan nilai yang salah untuk dituliskan.
• Write after Write (WAW) atau Output dependency
Dua instruksi yang menulis ke operand yang sama dalam 1 siklus. Instruksi yang
masuk pertama kali mungkin selesai kedua, meninggalkan operand dengan nilai data yang
salah.
Jenis Bus :
1. Dedicated, Penggunaan alamat terpisah, dan jalur data.
Keuntungan : Throughtput yang tinggi, karena kemacetan lalulintas kecil
Kerugian : meningkatnya ukuran dan biaya sistem
2. Multiplexed, Penggunnaan saluran yang sama untuk berbagai keperluan
Keuntungan : Memrlukan saluran yang lebih sedikit, uang menghemat ruang dan biaya
Kerugian : Diperlukan rangkaian yang lebih kompleks untuk setiap modul
Jenis Transfer Data

1. Read, Slave menaruh data pada bus data begitu slave mengetahui alamat dan mengambil
datanya
2. 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 sama
5. Blok
Sebuah siklus lamat diikuti oleh n siklus data Transfer data antar komponen computer.
Contoh – Contoh Bus :
A. BUS PCI
Karakteristik PCI
PCI (kepanjangan dari bahasa Inggris: Peripheral Component Interconnect) adalah bus yang
didesain untuk menangani beberapa perangkat keras. Standar bus PCI ini dikembangkan
oleh konsorsium PCI Special Interest Group yang dibentuk oleh Intel Corporation dan
beberapa perusahaan lainnya, pada tahun 1992. Tujuan dibentuknya bus ini adalah untuk
menggantikan Bus ISA/EISA yang sebelumnya digunakan dalam komputer IBM PC atau

kompatibelnya.
Keunggulan dan Kelemahan
Keunggulan : Kecepatan relatif tinggi dibanding sistem bus yang lainya.
Kelemahan : Harga relative lebih mahal.
B. Bus ISA
Bus ISA (Industry Standard Architecture) adalah sebuah arsitektur bus dengan bus
data selebar 8-bit yang diperkenalkan dalam IBM PC 5150 pada tanggal 12 Agustus 1981 di

Boca Raton, Florida,bus ISA diperbarui denganmenambahkan bus data selebar menjadi 16-bit pada IBM PC/AT (Advance Technology) padatahun 1984, sehingga jenis bus ISA yang beredar pun terbagi menjadi dua bagian, yakni ISA16-bit dan ISA 8-bit. ISA merupakan bus dasar dan paling umum digunakan dalam komputer IBM PC hingga tahun 1995,Bus ISA 16 bit mempunyai 2 buah pengontrol DMA yaitu master dan slave.
karakteristik :

1. maksimal jalur data : 16 bit
2. kec. slot bus ekspansi : 8

Keunggulan dan Kelemahan
Keunggulan : Harga lebih murah.
Kelemahan : Kecepatannya lebih lambat.
C. Universal Serial Bus (USB)
Universal Serial Bus (USB) adalah standar bus serial untuk perangkat penghubung, biasanya kepada komputer namun juga digunakan di peralatan lainnya seperti konsol permainan, ponsel dan PDA.
USB ditujukan untuk menghilangkan perlunya penambahan expansion card ke ISA komputer atau bus PCI, dan memperbaiki kemampuan plug-and-play (pasang-dan-mainkan) dengan memperbolehkan peralatan-peralatan ditukar atau ditambah ke sistem tanpa perlu mereboot komputer.dapat menghubungkan peralatan tambahan komputer seperti mouse, keyboard,
pemindai gambar, kamera digital, printer, hard disk, dan komponen networking. Versi terbaru (hingga Januari 2005) USB adalah versi 2.0. Kecepatan transfer data USB dibagi menjadi tiga, antara lain:

• High speed data dengan frekuensi clock 480.00Mb/s dan tolerasi pensinyalan data pada± 500ppm.
• Full speed data dengan frekuensi clock 12.000Mb/s dan tolerasi pensinyalan data pada±0.25% atau 2,500ppm.
• Low speed data dengan frekuensi clock 1.50Mb/s dan tolerasi pensinyalan data pada ±1.5% atau 15,000ppm.

D. SCSI
SCSI singkatan dari Small Computer System Interface, awalnya bernama SASI (
Shugart Associate System Interface ) adalah sebuah antarmuka bus berkinerja tinggi
yang didefinisikan oleh panitia ANSI X3T9.2 (American National Standards Institute).
E. FIREWIRE
FireWire adalah adalah merek dagang Apple sekaligus nama yang paling populer
untuk standar kabel data antar-muka berseri IEEE 1394. Sony memperkenalkan IEEE
1394 dengan nama i.Link. Meski namanya berbeda-beda, ketiganya (FireWire, IEEE 1394
dan i.Link) sama-sama menunjuk pada jenis kabel data yang mampu mengirim data
dengan kecepatan sangat cepat, sampai pada rata-rata 400 megabit per detik (Mbps).FireWire diklaim sebagai saluran penghantar data yang paling cepat dan stabil diantara saluran lain seperti USB.