Arsitektur Komputer
MULTI BUS
Pertemuan ke : X

17-Dec-12

Create by Warto

1

ARSITEKTUR BUS
• Bus merupakan lintasan kom...
Bus Kontrol
• Digunakan untuk mengontrol akses ke saluran alamat dan penggunaan data. Signal
kontrol melakukan transmisi b...
• Sebuah instruksi yang dilakukan mikro processor adalah R0 = R0 + R1
• Jumlahkan R0 dan R1, simpan hasilnya di R0
• R0 di...
ARSITEKTUR BUS GANDA
• Untuk sistem yang berunjuk kerja tinggi, yang memungkinkan beberapa piranti
untuk berkomunikasi den...
• Tidak memerlukan buffer, walaupun ada akan digunakan untuk tujuan lain.
• Hasil operasi dapat digerbangkan ke bus-D dan ...
• Bit yang masuk kesebelah kanan adalah bit 0, sedangkan bit yang keluar di
sebelah kiri ditangkap menjadi sebuah bit regi...
PC – Program Counter (Pencacah Program)
• Berisi alamat instruksi berikutnya yang akan diproses/dilaksanakan.
• Isi PC did...
• Operasi PUSH dan POP, akan mengakibatkan isi akumulator akan dikirim atau
dibaca dari bagian atas penumpukan
• Pada oper...
MULTIPROSESING
Penggunaan multiprosesing dimotivasi oleh pertimbangan kinerja dan/atau
realibilitas. Kita dapat mengklasif...
Upcoming SlideShare
Loading in …5
×

Arkom3

104
-1

Published on

0 Comments
0 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

No Downloads
Views
Total Views
104
On Slideshare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
0
Actions
Shares
0
Downloads
3
Comments
0
Likes
0
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Arkom3

  1. 1. Arsitektur Komputer MULTI BUS Pertemuan ke : X 17-Dec-12 Create by Warto 1 ARSITEKTUR BUS • Bus merupakan lintasan komunikasi yang menghubungkan dua atau lebih perangkat. Karakteristik bus dapat digunakan bersama-sama secara bergantian. Bus system yang menghubungkan komponen utama komputer (CPU, memori, dan I/O) Bus Data • Bus data memberikan lintasan bagi pemindahan data antar dua modul sistem. Umunya terdiri dari 8, 16, atau 32 saluran (bit). Lebar bus merupakan faktor penting dalam menentukan kinerja sistem secara keseluruhan. • Misal, bus data 8 bit, dan setiap instruksi panjangnya 16 bit, maka cpu harus dua kali mengakses modul memori dalam setiap siklus. Bus Alamat • Digunakan untuk menandakan sumber atau tujuan data pada bus data. Misalnya bila CPU akan membaca sebuah word (8, 16, atau 32 bit) data dari memori, maka CPU akan menaruh alamat word yang di maksud pada saluran alamat. Lebar bus alamat akan menentukan kapasitas memori maksimum sistem. Bus alamat juga dipakai untuk mengalamati port-port I/O. 17-Dec-12 Create by Warto 2 1
  2. 2. Bus Kontrol • Digunakan untuk mengontrol akses ke saluran alamat dan penggunaan data. Signal kontrol melakukan transmisi baik perintah maupun informasi pewaktuan diantara modul-modul sistem. Signal-signal perintah akan menspesifikasikan operasi-operasi yang akan dibentuk Bus kontrol meliputi : • Memory Write : menyebabkan data pada bus akan ditulis ke dalam lokasi alamat • Memory Read : menyebabkan data dari lokasi alamat ditempatkan pada bus • I/O Write : menyebabkan data pada bus di outputkan ke port I/O yang beralatam • I/O Read : menyebabkan data dari port I/O yang beralamat ditempatkan pada bus • Transfer ACK : Menunjukkan bahwa data telah diterima dari bus atau telah ditempatkan di bus • Bus Request : Menunjukkan bahwa modul memerlukan kontrol bus • Bus Grant : Menunjukkan bahwa modul yang melaku kan request telah diberi hak mengontrol bus • Interrupt Request : Menandakan bahwa sebuah interrupt ditangguhkan • Interrupt ACK : Memberitahukan bahwa interrupt yang ditangguhkan telah diketahui • Clock : Digunakan untuk mensinkronkan operasi-operasi • Reset : menginisialisasi seluruh modul 17-Dec-12 3 Create by Warto Arsitektur Bus Tunggal • Digunakan oleh sistem mikro komputer dan mini komputer. • Untuk membedakan berbagai arsitektur processor intern (register & ALU), arsitektur paling sederhana adalah arsitektur bus tunggal. • Pada mikroprosesor dengan sistem bus tunggal, bus dihubungkan ke kedua masukan ALU dari kiri dan kanan. Hasil sebuah operasi yang dilaksanakan oleh ALU disimpan di bus yang sama, untuk dilewatkan kembali ke register. Bus tunggal dimultipleks dalam waktu BUS DATA INTERN BUS ESTERN AKUMULATOR ••• ALU RO R1 REGISTER-REGISTER 17-Dec-12 Create by Warto RN Gb. Arsitektur Bus Tunggal 4 2
  3. 3. • Sebuah instruksi yang dilakukan mikro processor adalah R0 = R0 + R1 • Jumlahkan R0 dan R1, simpan hasilnya di R0 • R0 dibaca ke bus, melalui bus tunggal data dibawa ke masukan kiri ALU dan disimpan di accumulator (ACC) • R1 dipilih, isinya dibaca ke bus kemudian dikirim ke masukkan kanan ALU • Masukan kanan ALU di kondisikan oleh R1, dan masukan kiri ALU dikondisikan oleh register accumulator yang berisi harga R0, operasi penjumlahan dapat dilakukan oleh ALU & hasilnya muncul pada keluaran ALU BUS ESTERN BUS DATA INTERN ACC ••• STATUS R0 R1 R2 RN ALU R0 + R1 Gb. Arsitektur Bus Tunggal REGISTER-REGISTER 17-Dec-12 Create by Warto 5 • Hasil penjumlahan digerbangkan pada bus tungal dan dikirim kembali ke R0. • Penahan masukan R0 (input latch) harus dibuat mampu (enable) sehingga data dapat ditulis di R0. • Hasil penjumlahan disimpan di R0. Isi R1 tidak berubah oleh operasi ini. Isi sebuah register atau memori baca/tulis tidak diubah oleh operasi pembacaan. • Register pada masukan kiri ALU adalah register buffer yang diperlukan untuk mengingat isi R0, sehingga bus tunggal dapat dipakai kembali untuk penggunaan lain Keuntungan Bus Tunggal • Arsitekturnya memerlukan daerah bus yang paling sedikit. • Menghemat ruang pada chip, karena ruang merupakan sebuah pertimbangan kritis bagi implementasi microprocessor Kerugian Bus Tunggal • Operasi lambat, bus dimultipleks yaitu dipakai untuk berbagai tujuan dalam suatu kurun waktu tertentu. • Untuk memperbaikinya, diperlukan penggunaan bus ganda 17-Dec-12 Create by Warto 6 3
  4. 4. ARSITEKTUR BUS GANDA • Untuk sistem yang berunjuk kerja tinggi, yang memungkinkan beberapa piranti untuk berkomunikasi dengan beberapa piranti lain secara bersamaan. Akan tetapi, penjadwalan bus paralel akan lebih kompleks • Menggunakan dua bus. Bus masukan (source bus, s-bus) yang dihubungkan ke kedua masukan ALU. • Bus tujuan (distination bus, d-bus) menghubungkan Alu dan register-register. BUS - S R0 R1 R2 • • • RN ALU BUS - D Gb. Arsitektur Bus Ganda 17-Dec-12 7 Create by Warto BUS TRIPEL • Memungkinkan kemampuan maximum. • Tersedia dua bus masukan (bus – A dan bus – B) • Bus-A dihubungkan kemasukan kanan ALU dan Bus-B menjadi masukan kiri ALU, kedua masukan dapat digunakan pada waktu yang bersamaan. BUS - A BUS - B R0 R1 R2 • • • RN ALU STATUS BUS - D Gambar. Tripel Bus 17-Dec-12 Create by Warto 8 4
  5. 5. • Tidak memerlukan buffer, walaupun ada akan digunakan untuk tujuan lain. • Hasil operasi dapat digerbangkan ke bus-D dan tidak tergantung dari kedua bus sumber (bus-A dan bus-B) ARSITEKTUR STANDAR MICROPROCESSOR ( µP ) • Sebagian besar chip-chip µP, mengimplementasi arsitektur standar yang sama yaitu arsitektur bus tunggal yang menggunakan luas chip secara efisien Unsur-unsur standar µP : • Kotak kendali (kontrol) • Register akumulator • Register isyarat (bendara/flag register) Kerugian Arsitektur ini adalah : • Memperkenalkan tingkatan buffer yang menyebabkan penundaan dalam mengakses masukan kiri ALU. • ALU juga menyediakan fasilitas penggeseran dan rotasi. Operasi geser menggerakkan isi sebuah word ke posisi kiri atau kanan 17-Dec-12 9 Create by Warto BUS DATA ESTERN 8 BIT BUS DATA INTERN ACC SP PC 16 BIT 16 BIT FLAG REGISTER R0 RN ••• H L BUS ALAMAT ESTERN 16 BIT REGISTER DATA 8 BIT C V N H Z ALU P E N G E N D A L I PENGGESER Gb. Arsitektur µP Standar (8 bit) PINDAHAN 17-Dec-12 Create by Warto Gb. Penggeseran posisi bit ke kiri 10 5
  6. 6. • Bit yang masuk kesebelah kanan adalah bit 0, sedangkan bit yang keluar di sebelah kiri ditangkap menjadi sebuah bit register status khusus (carry bit). • Bila bit paling kiri dikirim kembali kemasukan kanan akumulator akan dihasilkan operasi rotasi, dimana setiap bit digeser kekiri satu posisi. • Pada akhir penggeseran, bit paling kiri yang keluar menetapkan harga baru bit pindahan. • Bit status atau isi register isyarat di tes untuk menentukan instruksi selanjutnya C V N H Z tidak dipakai Bit Status Isi Register Status atau isyarat dari kiri kekanan Carry : akan melakukan dua fungsi yang berbeda : 1. Menyimpan pindahan aritmatika pada hasil yang melimpah (over flow) 2. Pindahan (carry) digunakan sebagai tumpahan (spill out) sewaktu operasi penggeseran V-oVer flow, adanya over flow akan mengubah harga bit paling berarti (msb) yang dapat mengakibatkan kesalahan bila dipakai notasi komplen dua-dua Bit ke 7 dalam komplemen dua-dua menunjukkan harga 1 (negatif) dan 0 (positif). Bit pelimpahan dipakai untuk menunjukkan kejadian ini. 17-Dec-12 Create by Warto 11 Negative atau Sign (tanda), bit N dihubungkan langsung ke posisi bit 7. Bit 7 pada komplemen dua-dua menunjukkan tanda (0:positif & 1 : negative). Pada operasi aritmatika, bit N dipakai untuk menetapkan apakah sebuah bilangan positif atau negatif Half-carry, setengah pindahan. Bit ini dipakai sewaktu operasi desimal yang dikode biner (BCD). Adanya half carry untuk menghindari kesalahan pembulatan oleh notasi komplemen dua-dua. REGISTER • Memory berkecepatan tinggi yang bersifat intern terhadap CPU • Bersifat user visible yang artinya dapat dipakai oleh pemrogram dengan menggunakan set instruksi Register Serba Guna (General Purpose Register) • Disediakan agar ALU dapat berkerja dengan kecepatan tinggi. • Di implementasikan sebagai FF (flip-flop) MOS • Isi dapat diakses dalam puluhan nano detik Register Alamat • Diperuntukkan untuk menyimpan alamat. Sebagai pencacah data atau penunjuk. Merupakan register 16 bit yang dibedakan antara Low dan High bit 17-Dec-12 Create by Warto 12 6
  7. 7. PC – Program Counter (Pencacah Program) • Berisi alamat instruksi berikutnya yang akan diproses/dilaksanakan. • Isi PC dideposit ke bus alamat dan merambat menuju memori. • Memori akan membaca isi lokasi yang ditentukan oleh alamat ini dan mengirim kembali byte yang bersangkutan ke microprocessor unit SP – Stack Pointer (Penunjuk Tumpukan) • Register penyangga alamat elemen puncak dari suatu stack dalam memory. • Isi stack akan berkurang setelah operasi write (PUSH) dan akan bertambah sebelum operasi read (POP) BUS DATA PUSH POP PENUNJUK PENUMPUKAN BASIS PENUMPUKAN DASAR PENUMPUKAN 17-Dec-12 13 Create by Warto Index Register • Isinya dapat digunakan untuk memodifikasi alamat operand pada saat eksekusi instruksi sedang berlangsung. Juga dapat digunakan untuk mengakses blok-blok data dalam memori. Stack – Penumpukan • Struktur masuk belakangan, keluar duluan (LIFO) • Operasi POP (ambil/tarik) dan PUSh (taruh/dorong) • Tumpukan digunakan untuk menyediakan layanan subroutine dan interupsi Penumpukan dapat 7 0 7 0 diimplementasikan dalam H/W MEMORI DATA atau S/W yaitu pada memori PUSH baca/tulis (RAM 15 Bagian atas penumpukan dapat diperbaharui oleh SP, secara otomatis 0 POP ALAMAT (2001) 2001 SP MICROPROCESSOR BASIS 17-Dec-12 Create by Warto 14 7
  8. 8. • Operasi PUSH dan POP, akan mengakibatkan isi akumulator akan dikirim atau dibaca dari bagian atas penumpukan • Pada operasi PUSH, isi akumulator dikirim ke bagian atas penumpukan • Alamat dalam penumpukan (2001) yang sebelumnya ada di Stack Pointer • Setelah di PUSH otomatis SP diperbesar menjadi 2002 dan kini menunjuk lokasi tersedia pertama yang baru • Operasi POP mengambil unsur paling atas penumpukan dan muatkan ke ACC Semula isi SP 2002, setelah di 7 0 POP otomatis dikurangi dan menjadi 2001 7 0 7 ACC 0 ACC 15 PUSH POP 0 2001 15 0 2002 Diperbesar & diperkecil secara otomatis MPU 2001 2000 Penunjuk Penumpukan “PUSH” BASIS Alamat OPERASI PUSH 17-Dec-12 15 Create by Warto Pelaksanaan InstruksI Instruksi diambil dari memori dan - Pengambilan (IF : Instruction Fetch) dikirim ke IR (CPU) - Pengkodean (ID : Instruction Decode) Di IR instruksi di decode oleh dekoder - Pelaksanaan (EX : Execution) Akhirnya setelah di dekoder di proses atau dilaksanakan (execute) BUS DATA MPU 7 IR 7 0 0 MEMORY INST DEKODER SINYAL-SINYAL 15 PC 0 INST BACA MEMORY 2304 DEKODER ALAMAT 0000 ALAMAT +1 17-Dec-12 2304 Create by Warto 16 8
  9. 9. MULTIPROSESING Penggunaan multiprosesing dimotivasi oleh pertimbangan kinerja dan/atau realibilitas. Kita dapat mengklasifikasikan sistem multiprosesing sbb : • Loosely Coupled Multiprocessing : Terdiri dari kumpulan sistem yang relatif bersifat otonom,masing-masing CPU memiliki memori utama dan seluruh I/O-nya sendiri. Istilah multikomputer sering digunakan dalam konteks ini. • Functionality Specialized Processor : Contohnya prosesor I/O, dalam sistem seperti ini terdapat sebuah master, general-purpose CPU, dan CPU khusus dikontrol oleh CPU master dan memberikan layanan kepadanya. • Tightly Coupled Multiprocessing : Terdiri dari himpunan prosesor yang menggunakan bersama memori utama dan berada di bawah kontrol terintegrasi suatu sistem operasi. • Parallel Processing : Multiprocessor yang dikopelkan dengan kuat yang dapat mengerjakan secara kooperatif sebuah pekerjaan secara paralel. Pengolahan paralel terutama merupakan masalah rancangan perangkat lunak, walaupun telah banyak penelitian yang dilakukan, namun masih berada diluar jangkauan aplikasi praktis. 17-Dec-12 Create by Warto 17 9

×