Dokumen tersebut membahas tentang sistem bus komputer dan berbagai jenis antarmuka I/O. Secara ringkas, dokumen menjelaskan bahwa sistem bus digunakan untuk menghubungkan prosesor, memori, dan perangkat I/O dan mendiskusikan beberapa jenis bus serta antarmuka standar seperti PCI, SCSI, dan USB.

1. Pertemuan 7
(Sistem Bus)
Prosessor, memori utama dan perangkat I/O
dapat diinterkoneksikan dengan menggunakan
bus bersama yang fungsi utamanya adalah
menyediakan jalur komunikasi untuk transfer
data. Bus tersebut menyertakan jalur yang
diperlukan untuk mendukung interrupt dan
arbitration.
Group 4 PTIK 09 1

2. Beberapa sistem bus yang terdapat pada komputer, yaitu:
A. Synchronous Bus
B. Asynchronous Bus
C. Sirkuit Antar Muka (Port)
D. Antar Muka Input Output Standar
1.Bus Peripheral Component
Interconnect (PCI)
2.Bus SCSI (Small Computer System
Interface)
3.Universal Serial Bus (USB)
Group 4 PTIK 09 2

3. Synchronous Bus
Dalam synchronous bus, semua perangkat
mendapatkan informasi timing dari jalur clock
bersama. Pulsa yang berjarak setara pada jalur
ini mendefinisikan waktu yang setara. Dalam
bentuk yang paling sederhana suatu
synchronous bus, tiap interval ini merupakan
suatu bus cycle dimana satu transfer data.
Group 4 PTIK 09 3

4. Skema semacam itu diilustrasikan pada gambar , jalur
alamat dan data dalam gambar ini dan gambar selanjutnya
ditampilkan sebagai high dan low pada waktu yang sama.
Group 4 PTIK 09 4

5. Synchronous Bus
Transfer Multiple-Cycle
Skema yang di deskripsikan di atas menghasilkan
desain sederhana untuk antar muka perangkat. Akan tetapi,
skema tersebut memiliki beberapa keterbatasan
Untuk megatasi keterbatasan ini, kebanyakan bus
menggabungkan sinyal kontrol yang menyatakan respon dari
perangkat tersebut. Sinyal ini memberitahu master bahwa
slave telah mengenali alamatnya dan telah siap untuk
berpartisipasi dalam operasi data transfer. Bus tersebut juga
memungkinkan untuk mengatur durasi periode data transfer
untuk menyesuaikan dengan kebutuhan perangkat yang
berpartisipasi. Untuk menyederhanakan proses ini, sinyal
clock frekuensi tinggi digunakan sedemikan sehingga siklus
transfer data lengkap akan mencapai beberapa clock cycle.
Kemudian, jumlah clock cycle yang terlibat dapat bervariasi
dari satu perangkat dengan perangkat yang lain.
Group 4 PTIK 09 5

6. ASYNCHRONOUS BUS
Skema alternatif untuk mengontrol transfer data pada
bus berdasarkan pada penggunaan handshake antara master
dan slave. Konsep handshake adalah generealisasi dari ide
sinyal Slave-ready
Secara prinsip, transfer data yang dikontrol oleh
protokol handshake adalah sebagai berikut. Master
meletakkan informasi alamat dan perintah pada bus.
Kemudian mengindikasikan ke semua perangkat bahwa
master telah menyelesaikan tugasnya dengan mengaktifkan
jalur master-ready. Hal ini menyebabkan semua perangkat
pada bus men-decode alamat tersebut. Slave yang dipilih
melakukan operasi yang diminta dan memberitahu prosesor
bahwa tugasnya telah selesai dengan mengaktifkan jalur
slave-ready. Master menunggu slave-ready dinyatakan
sebelum menghilangkan sinyalnya dari bus. Dalam hal
operasi baca, master juga men-strobe data ke dalam input
buffer-nya.
Group 4 PTIK 09 6

7. Pilihan pada suatu desain tertentu melibatkan
pertukaran antara berbagai faktor seperti:
- Kesederhanaan antar muka perangkat.
- Kemampuan untuk mengakomodasi antar muka
perangkat yang menyatakan jumlah jeda yang
berbeda.
- Waktu total yang diperlukan untuk transfer bus.
- Kemampuan untuk mendeteksi error yang
dihasilkan dari pengalamatan perangkat yang
tidak ada atau dari kegagalan antar muka.
Group 4 PTIK 09 7

8. Sirkuit Antar Muka (Port)
Suatu antar muka I/O terdiri dari sirkuit yang diperlukan
untuk menghubungkan perangkat I/O ke bus computer, pada
satu sisi antar muka kita memiliki sinyal bus untuk
alamat, data, dan kontrol. Pada sisi yang lain kita memiliki jalur
data dengan kontrol yang sesuai untuk mentransfer data antar
muka dan perangkat I/O. Sisi ini disebut port, yang
diklasifikasikan sebagai port paralel dan serial.
Dalam hal port paralel, koneksi antar perangkat dan
komputer menggunakan konektor multiple-pin dan kabel dengan
banyak kawat, biasanya diatur dalam konfigurasi datar. Sirkuit
pada kedua ujung relative sederhana, karena tidak ada
kebutuhan untuk mengkovensi antara format serial dan paralel.
Pengaturan ini cocok untuk perangkat yang secara fisik dekat
dengan computer. Untuk jarak jauh, persoalan timing skew yang
disebutkan sebelumnya membatasi kecepatan penggunaan data.
Format serial lebih mudah dan cost-effective dengan
memerlukan kabel yang lebih panjang.
Group 4 PTIK 09 8

9. Menurut pembahasan suatu antar muka I/O
melakukan hal berikut:
1.Menyediakan buffer penyimpanan untuk setidaknya
satu word data (atau satu byte, dalam hal perangkat
yang byte-oriented).
2.Berisi flag status yang dapat diakses oleh prosesor
untuk menentukan apakah buffer penuh (untuk input)
atau kosong (untuk out put).
3.Berisi sirkuit address- decoding untuk menentukan
kapan antar muka tersebut dialamati oleh prosesor.
4.Menghasilkan sinyal timing yang sesuai yang
diperlukan oleh skema kontrol bus.
5.Melakukan konversi format yang mungkin diperlukan
untuk mentransfer data antar bus dan perangkat
I/O, seperti konversi paralel-serial dalam port serial.
Group 4 PTIK 09 9

10. 1. Port Paralel
Kita mendeskripsikan sirkuit untuk port
input 8-bit dan port output 8-bit. Kemudian kita
menggabungkan dua sirkuit tersebut untuk
menunjukkan bagaimana desain antar muka
general-purpose 8-bit parallel port. Kita
mengasumsikan bahwa sirkuit antar muka
dihubungkan dengan prosesor 32-bit yang
menggunkan memory-mapped I/O dan protokol
bus asyncroous.
Group 4 PTIK 09 10

11. 2. Port Serial
Port serial digunakan untuk
menghubungkan prosesor ke perangkat I/O yang
memerlukan transmisi data satu bit tiap satu
waktu. Fitur utama sirkuit antar muka untuk port
serial adalah bahwa port tersebut mampu
berkomunikasi dalam mode bit-serial pada sisi
perangkat dan dalam mode bit-parallel pada sisi
bus.
Group 4 PTIK 09 11

12. Antar Muka Input Output Standar
1. Bus Peripheral Component Interconnect (PCI)
Bus PCI adalah contoh yang baik dari sistem bus yang muncul dari
kebutuhan standarisasi. Bus tersebut mendukung fungsi yang terdapat dalam bus
prosesor tetapi dalam format tersetandarisasi yang lepas dari prosesor tertentu.
Perangkat yang terkoneksi ke Bus PCI tampak bagi prosesor seakan dihubungkan
secara langsung ke BUS prosesor. Perangkat tersebut diberi alamat dalam ruang
alamat memori pada prosesor.
Fitur penting yang dirintis oleh PCI adalah kemampuan Plug-and-Play untuk
menghubungkan perangkat I/O. untuk menghubungkan perangkat baru, user cukup
menghubungkan board antar muka perangkat ke bus tersebut. Software menangani
bagian selanjutnya.
Group 4 PTIK 09 12

13. Antar Muka Input Output Standar
Transfer Data
Bus mendukung tiga ruang alamat
mandiri:memory, I/O, dan konfigurasi. Dua yang
pertama adalah self explanatory. Ruang alamat
I/O dimaksudkan untuk penggunaan dengan
prosesor, seperti pentium, yang memiliki ruang
alamat I/O terpisah.
Group 4 PTIK 09 13

14. Antar Muka Input Output Standar
Konfigurasi Perangkat
Pada saat perangkat I/O dihubungkan dengan suatu
computer, beberapa aksi diperlukan untuk mengkonfogurasi perangkat
dan software yang berkomunikasi dengannya. Perangkat tersebut diberi
alamat selama proses inisialisasi. Hal ini berarti selama operasi
konfigurasi bus, perangkat tidak dapat diakses berdasarkan
alamatnya, seakan perangkat tersebut belum memiliki alamat.
Karenanya, ruang alamat konfigurasi menggunakan mekanisme yang
berbeda.
Group 4 PTIK 09 14

15. Antar Muka Input Output Standar
Karakteristik Elektrik
Bus PCI telah didefinisikan untuk beroperasi
dengan suplai daya 5 atau 3.3 V. Motherboard
mungkin didesain untuk beroperasi dengan
kedua system signaling tersebut. Konektor pada
board ekspansi didesain untuk memastikan
bahwa konektor tersebut dapat dicolokkan hanya
pada motherboard yang kompatibel.
Group 4 PTIK 09 15

16. Antar Muka Input Output Standar
2.Bus SCSI (Small Computer System
Interface)
Standar bus SCSI telah mengalami banyak revisi, dan
kemampuan transfer data telah meningkat sangat
besar, hampir dua kali setiap tahun. SCSI-2 dan SCSI-3 telah
didefinisikan dan masing-masing memiliki beberapa opsi.
Bus SCSI memiliki 8 jalur data yang disebut narrow bus dan
mentransfer data 1 byte pada satu waktu. Sebagai
alternatif, bus wide SCSI memiliki 16 jalur data dan
mentransfer data 16 bit pada satu waktu.
Group 4 PTIK 09 16

17. Antar Muka Input Output Standar
Sinyal Bus
Sekarang kita mendeskripsikan operasi bus SCSI dari sudut pandang
hardware. Sinyal bus diringkas pada Tabel 2 (ada pada copyan makalah).
Arbitration
Bus bebas pada saat sinyal BSY berada pada keadaan inactive (highvoltage).
Kontroler apapun dapat merequest penggunaan bus tersebut pada saat bus tersebut
berada dalam keadaan ini karena dua atau lebih kontroler dapat menghasilkan riquest
pada saat yang sama, maka harus diterapkan skema arbitration. Kontroler me-request
bus tersebut dengan menyatakan sinyal-BSY dan dengan menyatakan jalur data yang
berhubungan dengannya untuk mengidentifikasi dirinya.
Group 4 PTIK 09 17

18. Antar Muka Input Output Standar
Selection
Kontroler target yang dipilih merespon dengan menyatakan –BSY. Hal ini
menunjukkan pada initiator bahwa koneksi yang di-request telah terbentuk, sehingga
initiator dapat menghapus alamat dari jalur data. Proses selection telah selesai dan
kontroler target (kontroler 5) menyatakan –BSY. Dari titik ini, kontroler 5 memiliki
bus control, sebagaimana diperlukan untuk fase transfer informasi.
Transfer Informasi
Informasi yang ditranfer antara dua kontroler dapat berisi perintah dari
initiator ke target, respon status dari target ke initiator, atau data yang sedang ditransfer
kea tau dari perangkat I/O.
Group 4 PTIK 09 18

19. Reselection
Pada saat koneksi logika ditangguhkan dan
taget siap untuk memulihkannya, maka target
harus terlebih dahulu memperoleh control bus.
Target memulia siklus arbitration, dan setelah
memenangkan arbitration, target memilih
kontroler initiator dengan cara yang tepat sama
dengan yang dideskripsikan diatas. Tetapi dengan
peranan target dan initiator dibalik, initiator
sekarang menyatakan –BSY. Sebelum transfer data
dapat dimulai, initiator harus menyerahkan control
ke target.
Group 4 PTIK 09 19

20. Antar Muka Input Output Standar
3. Universal Serial Bus (USB)
 Universal Serial Bus (USB) adalah standar bus
serial untuk perangkat penghubung, biasanya kepada
computer namun juga digunakan di peralatan lainnya
seperti kontrol permainan, ponsel dan PDA. Sinergi
antara komputer dan komunikasi adalah jantung
revolusi teknologi informasi saat ini. Sistem
komputer modern tampaknya melibatkan berbagai
variasi perangkat seperti
keyboard, mikrofon, kamera, speaker dan perangkat
display.
Group 4 PTIK 09 20

21. USB didesain untuk memenuhi beberapa tujuan
utama:
- Menyediakan sistem interkoneksi yang
sederhana, low-cost, dan mudah digunakan
yang dapat megatasi kesulitan karena
terbatasnya jumlah port I/O pada suatu
komputer.
- Mengakomodasi karakteristik transfer data
skala luas untuk perangkat I/O, termasuk
koneksi telepon dan internet.
- Meningkatkan kenyamanan user melalui
mode operasi plug-and-play.
Group 4 PTIK 09 21

22. Batasan Port
Port paralel dan serial menyediakan titik
koneksi general-purpose yang dapat digunakan
untuk menghubungkan berbagai perangkat dari
low- hingga medium-speed ke komputer.
Karakteristik Perangkat
Jenis perangkat yang dapat dihubungkan ke
komputer meliputi fungionalitas dalam skala luas.
Batasan kecepatan, volume, dan timing
berhubungan dengan transfer data ke dan dari
perangkat semacam itu sangat bervariasi.
Group 4 PTIK 09 22

23. Plug-and-Play
Dengan komputer menjadi bagian dari
kehidupan sehari-hari, keberadaannya menjadi
semakin transparan. Fitur plug-and-play berarti
bahwa perangkat baru, seperti speaker tambahan
dapat dihubungkan kapanpun pada saat system
beroperasi. Sistem mendeteksi keberadaan
perangkat baru ini secara otomatis,
mengindentifikasi device-driver software yan tepat
dari perangkat baru dan fasilitas lain yang
diperlukan untuk melayani perangkat tersebut, dan
membentuk alamat dan koneksi logika untuk
meng-enable komunikasinya.
Group 4 PTIK 09 23

24. Arsitektur USB
Pembahasan di atas menunjuk pada kebutuhan akan sistem
interkoneksi yang menggabungkan biaya renda, fleksibilitas, dan
bandwidth data-transfer yang tinggi. Juga, perangkat I/O dapat
diletakkan pada jarak tertentu dari komputer yang terhubung
dengannya.
Struktut pohon Universal Serial Bus
Group 4 PTIK 09 24

25. Pengalamatan
Pada pembahasan operasi input dan output
sebelumnya, kita menjelaskan bahwa perangkat I/O
biasanya diidentifikasi dengan menetapkan alamat
memori yang unik untuknya. Sebenarnya, suatu
perangkat biasanya memiliki beberapa lokasi
addressable untuk meng-enable software mengirim dan
menerima informasi kontrol dan status dan untuk
mentransfer data.
Protokol USB
 Semua informasi yan ditransfer melalui USB
diatur di dalam paket, dimana suatu paket terdiri dari
satu atau lebih byte informasi. Terdapat banyak tipe
paket yang melakukan berbagai fungsi kontrol.
Group 4 PTIK 09 25

26. Isochronous Traffic pada USB
Salah satu tujuan utama USB adalah mendukung
transfer data isochronous, seperti sampled voice, dalam
cara sederhana. Perangkat yang menghasilkan atau
menerima data isochronous memerlukan referensi
waktu untuk mengontrol proses sampling. Untuk
menyediakan referensi ini, transmisi melalui USB dibagi
dalam frame dengan panjang yang setara.
Karakteristik Elektrik
Karakteristik elektrik yang digunakan untuk
koneksi USB terdiri dari empat kawat. Dua digunakan
untuk membawa daya, +5V dan Ground. Sehingga, hub
atau perangkat I/O dapat langsung mendapat daya dari
bus atau memiliki koneksi daya eksternal sendiri.
Group 4 PTIK 09 26