STRUKTUR BUS DAN SISTEM INTERKONEKSINYA

Pengertian Bus adalah, Fungsi Bus adalah, Struktur Bus system adalah, Struktur interkoneksi adalah, Pengertian Data Bus adalah, pengertian Address Bus adalah, pengertian Control Bus adalah.

PENGERTIAN BUS

Setelah membahas 3 Unit dari CPU (Central Processor Unit) saya akan membahas mengenai Bus. Pengertian dari Bus sendiri adalah sebuah saluran penghubung atau media transfer data atau listrik antara  dua atau lebih komponen-komponen komputer. Sebuah Bus juga memiliki perbedaan dalam menghubungkan komponen komputer salah satunya Bus yang menghubungkan komponen utama komputer disebut Bus System.

KOMPONE KOMPUTER YANG DIHUBUNGKAN OLEH BUS SYSTEM ANTARA LAIN :

• CPU
• Memori
• Perangkat I/O

FUNGSI BUS DALAM TRANSFER 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.

STRUKTUR BUS SYSTEM :

Data Bus (Saluran Data )

Sesuai namanya Data Bus atau Saluran data maka memiliki fungsi untuk mentransfer data antar mikroprocessor dan Memori atau device lainnya. Sistem Bus Data terdiri dari beberapa saluran data yang jumlahnya berkaitan dengan lebar jalur data yang akan ditransfer. Misalnya sistem bus data dengan 8 saluran dapat menstrafer 8 bit data dalam 1 kali proses begitu juga dengan saluran data bus 16, 32 dan 64 bit.  Data bus memiliki pengaruh dalam kecepatan kinerja  sistem.

Address Bus (Saluran Alamat)

Address Bus atau saluran alamat adalah sebuah saluran yang berfungsi untuk menunjukan dan menyesuaikan alamat memori atau port yang berasal dari sumber dan alamat tujuan dengan benar untuk proses menulis dan membaca data. Proses Pengiriman dan Penerimaan address untuk proses pengiriman dan menerima data  dalam Address Bus hanya satu arah yaitu dari mikroprosessor ke memory atau port.

Fungsi 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.

Control Bus (Saluran Pengendali)

Fungsi dari Control Bus adalah memeriksa kesiapan dari Mikroprocessor dalam mengirim data ke memori atau port dan memeriksa kseiapan memori atau port dalam menerima data dari microprocessor. Fungsi lain Control Bus adalah untuk mengontrol Data Bus, Address Bus dan seluruh modul yang ada. Dalam proses pengkontrolan mikroprosessori memberikan sinyal-sinyal pewaktuan untuk memvalidasi data dan informasi alamat seperti:

• Write

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

• Read

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

• Byte enable

Byte enable berfungsi untuk mengindikasikan besar/pangjangnya data word yang akan

ditulis/dibaca contoh (8,16,32,64).

• Transfer ACK (acknowledgement)

Transfer ACK  bertugas mengirimkan sinyal informasi yang berupa pemberitahuan bahwa data telah diterima (ditulis) oleh device.

• Bus Request

Bus Request bertugas mengindikasikan bahwa device membutuhkan bus (data).

• Bus Grant

Bus Grant bertugas mengindikasikan CPU/mikroprosessor memberikan akses pada bus (request).

• Interrupt Reqest

Interrupt Reqest memberitahu bahwa device dengan priority rendah melakukan permintaan akses ke microprosessor/CPU.

• Clock Signals

Clock Signals bertugas untuk mengsingkronisasi atau menyamakan data diantara mikroprosessor dengan sebuah device.

• Reset

Ketika riset aktif maka mikriprosessor atau cpu akan melakukan me-restart ulang system secara paksa.

STRUKTUR INTERKONEKSI

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

Struktur interkoneksi bergantung pada  2 hal yaitu :

JENIS DATA

• Mikroprocessor  (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.

• 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.

• 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.

Sistem Interkoneksi direalisasikan dengan BUS dengan karakteristik sebagai berikut :

• Merupakan saluran bersama (share) yang menghubungkan 2 atau lebih modul penyusun sistem komputer. 

• Bersifat broadcast , 1 modul yang sedang menjadi sumber data dapat memberikan datatersebut ke seluruh modul lainnya.

• Harus dipastikan, pada 1 saat hanya ada 1 modul yang menjadisumber data, meletakkan data pada share BUS tersebut.

•  Umumnya terdiri dari 50 sampai 100 jalur, yaitu :
• Address information (address bus) menentukan asal/tujuan transfer data» ukurannya menentukan kapasitas data pada sistem.
• Data information (data bus)  ukurannya menentukan unjuk kerja secara umumControl information.
• Kendali untuk address dan data bus Lain-lain seperti : power ground ,clock .

KARAKTERISTIK PERTUKARAN 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

• Elemen-Elemen Rancangan Bus

Rancangan suatu bus dapat dibedakan atau diklasifikasikan oleh elemen-elemen sebagai berikut :

• Jenis bus

Jenis bus dapat dibedakan atas :

• Dedicated : Merupakan metode di mana setiap bus ( saluran ) secara permanen diberi fungsi atau subset fisik komponen komputer.
• Time Multiplexed : Merupakan metode penggunaan bus yang sama untuk berbagai keperluan, sehingga menghemat ruang dan biaya.

• Metode Arbitrasi

Metode arbitrasi adalah metode pengaturan dari penggunaan bus, dan dapat dibedakan atas :

• Tersentralisasi : menggunakan arbiter sebagai pengatur sentral
• Terdistribusi : setiap bus memiliki access control logic.

• Timing

Timing berkaitan dengan cara terjadinya event yang diatur pada bus system, dan dapat dibedakan atas :

• Synchronous : Terjadinya event pada bus ditentukan oleh clock ( pewaktu )

• Asynchronous :Terjadinya sebuah event pada bus mengikuti dan tergantung pada event sebelumnya.

• Lebar Bus

Semakin lebar bus data, semakin besar bit yang dapat ditransfer pada suatu saat.

•  Jenis Transfer Data

Transfer data yang menggunakan bus di antaranya adalah :

1. Operasi Read
2. Operasi Write
3. Operasi Read Modify Write
4. Operasi Read After Write
5. Operasi Block 

Semoga Artikel yang membahas tentang Struktur Bus dan Pengertian Bus System dapat bermanfaat.

Read More

PENGERTIAN MEMORY UNIT PADA PROCESSOR

Pengertian Memory Unit, Memory Unit adalah.

Saya akan membahas mengenai Memory Unit. Memory Unit adalah alat penyimpanan yang digunakan untuk menyimpan data dan instruksi processor yang sedang diproses. Memory Unit bersifat sementara biasanya digunakan untuk menyimpan data saat diolah ataupun data untuk pengolahan selanjutnya. Memory Unit  termasuk media penyimpanan kecil yang mempunyai kecepatan akses cukup tinggi.

Semoga pembahasan singkat mengenai pengertian Memory Unit dapat bermanfaat.

Read More

CARA KERJA CONTROL UNIT DAN IMPLEMENTASI CONTROL UNIT DALAM CPU

Pengertian Control Unit, Cara kerja Control Unit adalah, Implementasi Control Unit

Pembahasan mengenai Central prosessor unit atau CPU tidak pernah habis untuk diurai begitu juga dengan artikel yang saya tulis ini juga akan membahas mengenai bagian CPU yaitu Control Unit. Pada artikel sebelumnya saya sudah menuliskan  tentang FUNGSI CONTROL UNIT DALAM CPU 

" Control Unit adalah salah satu unit dari Processor (CPU) yang memiliki fungsi mengontrol atau pengendali dari....."

Sebelum membahas cara kerja Control Unit saya akan membahas pengertian Control Unit terlebih dahulu sebagai pembukaan dalam artikel ini. Pengertian Control Unit adalah salah satu bagian dari CPU yang bertugas untuk memberikan arahan / kendali / kontrol terhadap operasi yangdilakukan di bagian ALU (Arithmetic Logical Unit) di dalam CPU . Untuk memahami Pengertian dan fungsi Control Unit silahkan baca artikel dalam tautan dibawah.

CARA KERJA CONTROL UNIT

Cara kerja Control Unit adalah ketika sebuah komputer pertama kali diaktifkan power-nya, maka komputer tersebut menjalankan operasi bootstrap. Operasi ini akan membaca sebuah instruksi dari suatu lokasi memory yang telah diketahui sebelumnya dan mentransfer instruksi tersebut ke control unit untuk dieksekusi. Instruksi-intruksi dibaca dari memory dan dieksekusi sesuai dengan urutan penyimpanannya. Program counter dari suatu computer menyediakan suatu cara untuk menyimpan lokasi instruksi berikutnya. Urutan eksekusi berubah dengan memindah lokasi intruksi baru ke program counter sebelum pembacaan (fetch) instruksi dikerjakan. Sebuah intruksi merupakan kalimat imperatif pendek yang sudah dapat menjelaskan makna dari perintah tersebut. Suatu intruksi terdiri dari :

• Kode operasi yang mengindikasikan pekerjaan apa yang akan dilaksanakan

• Operands yang mengidentifikasikan nilai data atau lokasi memory.

• Ketika intruksi-intruksi diterima oleh Control Unit, operation code akan mengaktifkan urutan logic untuk mengeksekusi intruksi-intruksi tersebut.

Satu eksekusi program terdiri dari beberapa instruction cycle yang menjadi komponen penyusun dari program tersebut. Sedangkan untuk setiap instruction cycle terdiri dari beberapa sub cycle lagi seperti ftech cycle, indirect cycle, execute cucle, dan interrupt cycle. Setiap sub cycle ini disusun dari beberapa perintah dasar yang disebut micro operation. Untuk lebih jelasnya, seperti di bawah ini :

Setiap control signal yang ada sebenarnya berfungsi sebagai switch untuk menghubungkan beberapa regsiter (MAR, MBR, PC, IR) serta komponen lainnya seperti ALU dan setiap micro operation diwakilkan oleh satu control signal. Micro operation bekerja antar register untuk membentuk suatu sub cycle, sebagai contoh fetch cycle :

a.      T1 : MAR ç (PC)

b.      T2 : MBR ç (memory)

         PC ç (PC) + 1

c.      T3 : IR ç (MBR)

Sebagai contoh sederhana dari control signal seperti bagan di bawah ini :

Untuk ftech cycle, micro operation pertama adalah MAR ç (PC) yang diwakilkan oleh control signal C2. Selanjutnya MBR ç (memory) diwakilkan C5 dan seterusnya.

Pada hardwire implementation control unit sebagai combinatorial circuit yang dibuat berdasarkan control signal yang akan dikeluarkan. Jadi untuk setiap control signal memiliki rangkaian logika tertentu pada control unit yang dapat menghasilkan control signal yang dimaksud. Secara umum untuk metode ini digunakan PLA (progammable logic array) untuk merepresentasikan control signal. Secara umum untuk metode ini digunakan PLA (progammable logic array) untuk merepresentasikan control signal, seperti gambar di bawah ini :

Input untuk control unit yaitu IR, flags, clock, dan control bus signal. Flags dan control bus signal memiliki representasi secara langsung dan signifikan terhadap operasi bila dibandingkan dengan IR dan clock. Untuk IR sendiri, control unit akan menggunakan operation code yang terdapat pada IR. Setiap operation code menandakan setiap proses yang berbeda. Proses ini dapat disederhanakan dengan digunakannya decoder. Decoder memiliki n input dan 2n output yang akan merepresentasikan opcode. Jadi input dari IR akan diterjemakan oleh decoder sebelum menjadi input ke control unit.

Clock digunakan untuk mengukur durasi dari micro operation. Untuk mengantisipasi propagasi sinyal yang dikirimkan melalui data paths dan rangkaian prosesor, maka periode dari setiap clock seharusnya cukup besar. Untuk mengatasinya digunakan counter yang dapat memberikan clock input bagi control signal yang berbeda, namun pada akhir instruction cycle, contol unit harus mengembalikan ke counter untuk menginisialisasikan periode awal.

Setiap control signal direptresentasikan dengan fungsi Boolean lalu dibuatlah combinatorial circuit. Contohnya untuk C5 [MBR ç (memory)] digunakan di fetch cycle dan indirect cycle. Masing-masing sub cycle direpresentasikan dengan 2 bit, P dan Q. maka untuk C5 : C5 = ~P.~Q. T2 + ~P.Q.T2 >> T2 adalah clock yang digunakan.

Setelah itu juga harus diperhatikan karena setiap operasi untuk execute cycle tidak sama. Tetapi untuk memudahkan dalam contoh ini execute cycle membaca LDA dari memory, sehingga secara lengkap : C5 = ~P.~Q.T2 + ~P.Q.T2 + P.~Q.(LDA).T2.

Berbeda dengan sebelumnya, programmed implementation tidak menggunakan combinatorial circuir namun menggunakan instruction yang disimpan pada control memory. Proses untuk menghasilkan control signal dimulai dengan seqencing logic yang memberi perintah READ kepada contol memory. Kemudian dilanjutkan dengan pemindahan cari CAR (control address register) ke CBR (contol buffer register) isi alamat yang ditujukan oleh control memry. Setelah itu CBR mengeluarkan control signal yang dituju dan alamat selanjutnya ke sequencing logic. Terakhir, sequencing logic akan memberikan alamat baru ke CAR beradasarkan informasi dari CBR dan ALU.

TEKNIK IMPLEMENTASI CONTROL UNIT

1. Control Unit Microprogrammed

Untuk menggenerasi signal kontrol dengan cara membaca dan mengeluarkan atau mengalirkan mikroinstruksi.

Terbagi 2 yaitu :

• Control Vertikal

Jenis implementasi dimana signal kontrol di kode ke dalam pada bit , kemudian digunakan setelah dikode.

• Control Horizontal

  Control dimana setiap bit kontrol mengatur 1 operasi gate atau  mesin.

2. Control Unit Konvensional /Hard-Wired

• Untuk menggenerasi signal kontrol.

• Digunakan pada komputer berkinerja tinggi (super komputer) dan RISC.

• Komputer Mainframe sering menggunakannya untuk aritmetik, logika  dan shift sederhana dan instruksi akses memori.

• CU Konvensional menghasilkan suatu rangkaian mirointruksi.

• Perbedaannya dengan CU Microprogrammed terletak pada gerbang logikanya menggenerasi semua mikroorder sehingga eksekusinya lebih cepat.

Semoga artikel tentang CARA KERJA CONTROL UNIT DAN IMPLEMENTASI CONTROL UNIT DALAM CPU. pada postingan ini bisa bermanfaat.

Read More