Chapter 3 bus system
-
Upload
wawankoerniawan -
Category
Documents
-
view
794 -
download
1
description
Transcript of Chapter 3 bus system
![Page 1: Chapter 3 bus system](https://reader033.fdocuments.us/reader033/viewer/2022061212/5495e15bac7959ff2d8b4f8f/html5/thumbnails/1.jpg)
Abdul Rouf - 1
Organisasi dan Arsitektur Komputer : Perancangan Kinerja(William Stallings)
Chapter 3Bus Sistem
![Page 2: Chapter 3 bus system](https://reader033.fdocuments.us/reader033/viewer/2022061212/5495e15bac7959ff2d8b4f8f/html5/thumbnails/2.jpg)
Abdul Rouf - 2
Konsep Program
Pemrograman (hardware) merupakan proses penghu-bungan berbagai komponen logik pada konfigurasi yang diinginkan untuk membentuk operasi aritmatik dan logik pada data tertentu
Hardwired program tidak flexibel General purpose hardware dapat mengerjakan
berbagai macam tugas tergantung sinyal kendali yang diberikan
Daripada melakukan re-wiring, Lebih baik menambah-kan sinyal-sinyal kendali yang baru
![Page 3: Chapter 3 bus system](https://reader033.fdocuments.us/reader033/viewer/2022061212/5495e15bac7959ff2d8b4f8f/html5/thumbnails/3.jpg)
Abdul Rouf - 3
Program ?
Adalah suatu deretan langkah-langkahPada setiap langkah, dikerjakan suatu
operasi arithmetic atau logicalPada setiap operasi, diperlukan sejumlah
sinyal kendali tertentu
![Page 4: Chapter 3 bus system](https://reader033.fdocuments.us/reader033/viewer/2022061212/5495e15bac7959ff2d8b4f8f/html5/thumbnails/4.jpg)
Abdul Rouf - 4
Fungsi Control Unit
Untuk setiap operasi disediakan kode yang unik Contoh: ADD, MOVE
Bagian hardware tertentu menerima kode tersebut kemudian menghasilkan sinyal-sinyal kendali
Jadilah komputer!
![Page 5: Chapter 3 bus system](https://reader033.fdocuments.us/reader033/viewer/2022061212/5495e15bac7959ff2d8b4f8f/html5/thumbnails/5.jpg)
Abdul Rouf - 5
Komponen yang diperlukan
Control Unit (CU) dan Arithmetic and Logic Unit (ALU) membentuk Central Processing Unit (CPU)
Data dan instruksi harus diberikan ke sistem dan dikeluarkan dari sistem Input/output
Diperlukan tempat untuk menyimpan sementara kode instruksi dan hasil operasi. Main memory
![Page 6: Chapter 3 bus system](https://reader033.fdocuments.us/reader033/viewer/2022061212/5495e15bac7959ff2d8b4f8f/html5/thumbnails/6.jpg)
Abdul Rouf - 6
Komponen Komputer:Top Level View
![Page 7: Chapter 3 bus system](https://reader033.fdocuments.us/reader033/viewer/2022061212/5495e15bac7959ff2d8b4f8f/html5/thumbnails/7.jpg)
Abdul Rouf - 7
Siklus Instruksi
Two steps: Fetch Execute
![Page 8: Chapter 3 bus system](https://reader033.fdocuments.us/reader033/viewer/2022061212/5495e15bac7959ff2d8b4f8f/html5/thumbnails/8.jpg)
Abdul Rouf - 8
Fetch Cycle
Program Counter (PC) berisi address instruksi berikutnya yang akan diambil
Processor mengambil instruksi dari memory pada lokasi yang ditunjuk oleh PC
Naikkan PC Kecuali ada perintah tertentu
Instruksi dimasukkan ke Instruction Register (IR) Processor meng-interpret dan melakukan
tindakan yang diperlukan
![Page 9: Chapter 3 bus system](https://reader033.fdocuments.us/reader033/viewer/2022061212/5495e15bac7959ff2d8b4f8f/html5/thumbnails/9.jpg)
Abdul Rouf - 9
Execute Cycle
Processor-memory Transfer data antara CPU dengan main memory
Processor I/O Transfer data antara CPU dengan I/O module
Data processing Operasi arithmetic dan logical pada data tertentu
Control Mengubah urutan operasi Contoh: jump
Kombinasi diatas
![Page 10: Chapter 3 bus system](https://reader033.fdocuments.us/reader033/viewer/2022061212/5495e15bac7959ff2d8b4f8f/html5/thumbnails/10.jpg)
Abdul Rouf - 10
Contoh Eksekusi Program
![Page 11: Chapter 3 bus system](https://reader033.fdocuments.us/reader033/viewer/2022061212/5495e15bac7959ff2d8b4f8f/html5/thumbnails/11.jpg)
Abdul Rouf - 11
Diagram Keadaan Siklus Instruksi
![Page 12: Chapter 3 bus system](https://reader033.fdocuments.us/reader033/viewer/2022061212/5495e15bac7959ff2d8b4f8f/html5/thumbnails/12.jpg)
Abdul Rouf - 12
Interrupt Suatu mekanisme yang disediakan bagi modul-
modul lain (mis. I/O) untuk dapat meng-interupsi operasi normal CPU
Program Misal: overflow, division by zero
Timer Dihasilkan oleh internal processor timer Digunakan dalam pre-emptive multi-tasking
I/O dari I/O controller
Hardware failure Misal: memory parity error
![Page 13: Chapter 3 bus system](https://reader033.fdocuments.us/reader033/viewer/2022061212/5495e15bac7959ff2d8b4f8f/html5/thumbnails/13.jpg)
Abdul Rouf - 13
Program Flow Control
![Page 14: Chapter 3 bus system](https://reader033.fdocuments.us/reader033/viewer/2022061212/5495e15bac7959ff2d8b4f8f/html5/thumbnails/14.jpg)
Abdul Rouf - 14
Siklus Interupsi
Ditambahkan ke instruction cycle Processor memeriksa adanya interrupt
Diberitahukan lewat interrupt signal
Jika tidak ada interrupt, fetch next instruction Jika ada interrupt:
Tunda eksekusi dari program saat itu Simpan context Set PC ke awal address dari routine interrupt handler Proses interrupt Kembalikan context dan lanjutkan program yang
terhenti.
![Page 15: Chapter 3 bus system](https://reader033.fdocuments.us/reader033/viewer/2022061212/5495e15bac7959ff2d8b4f8f/html5/thumbnails/15.jpg)
Abdul Rouf - 15
Diagram keadaan Siklus Instruksi dengan Interrupt
![Page 16: Chapter 3 bus system](https://reader033.fdocuments.us/reader033/viewer/2022061212/5495e15bac7959ff2d8b4f8f/html5/thumbnails/16.jpg)
Abdul Rouf - 16
Multiple Interrupts
Disable interrupts Processor akan mengabaikan interrupt berikutnya Interrupts tetap akan diperiksa setelah interrupt
ynag pertama selesai dilayani Interrupts ditangani dalam urutan sesuai
datangnyaDefine priorities
Low priority interrupts dapat di interrupt oleh higher priority interrupts
Setelah higher priority interrupt selesai dilayani, akan kembali ke interrupt sebelumnya.
![Page 17: Chapter 3 bus system](https://reader033.fdocuments.us/reader033/viewer/2022061212/5495e15bac7959ff2d8b4f8f/html5/thumbnails/17.jpg)
Abdul Rouf - 17
Multiple Interrupts - Sequential
![Page 18: Chapter 3 bus system](https://reader033.fdocuments.us/reader033/viewer/2022061212/5495e15bac7959ff2d8b4f8f/html5/thumbnails/18.jpg)
Abdul Rouf - 18
Multiple Interrupts - Nested
![Page 19: Chapter 3 bus system](https://reader033.fdocuments.us/reader033/viewer/2022061212/5495e15bac7959ff2d8b4f8f/html5/thumbnails/19.jpg)
Abdul Rouf - 19
Sambungan
Semua unit harus tersambungUnit yang beda memiliki sambungan yang
beda Memory Input/Output CPU
![Page 20: Chapter 3 bus system](https://reader033.fdocuments.us/reader033/viewer/2022061212/5495e15bac7959ff2d8b4f8f/html5/thumbnails/20.jpg)
Abdul Rouf - 20
Sambungan Memori
Menerima dan mengirim dataMenerima addresses Menerima sinyal kendali
Read Write Timing
![Page 21: Chapter 3 bus system](https://reader033.fdocuments.us/reader033/viewer/2022061212/5495e15bac7959ff2d8b4f8f/html5/thumbnails/21.jpg)
Abdul Rouf - 21
Sambungan Input/Output
Serupa dengan sambungan memoriOutput
Menerima data dari computer Mengirimkan data ke peripheral
Input Menerima data dari peripheral Mengirimkan data ke computer
![Page 22: Chapter 3 bus system](https://reader033.fdocuments.us/reader033/viewer/2022061212/5495e15bac7959ff2d8b4f8f/html5/thumbnails/22.jpg)
Abdul Rouf - 22
Sambungan Input/Output
Menerima sinyal kendali dari computerMengirimkan sinyal kendali ke peripherals
Contoh: spin disk
Menerima address dari computer Contoh: nomor port
Mengirimkan sinyal interrupt
![Page 23: Chapter 3 bus system](https://reader033.fdocuments.us/reader033/viewer/2022061212/5495e15bac7959ff2d8b4f8f/html5/thumbnails/23.jpg)
Abdul Rouf - 23
CPU Connection
Membaca instruksi dan dataMenuliskan data (setelah diproses)Mengirimkan sinyal kendali ke unit-unit
lainMenerima (& menanggapi) interrupt
![Page 24: Chapter 3 bus system](https://reader033.fdocuments.us/reader033/viewer/2022061212/5495e15bac7959ff2d8b4f8f/html5/thumbnails/24.jpg)
Abdul Rouf - 24
Bus
Ada beberapa kemungkinan interkoneksi sistem
Yang biasa dipakai: Single Bus dan multiple BUS
PC: Control/Address/Data busDEC-PDP: Unibus
![Page 25: Chapter 3 bus system](https://reader033.fdocuments.us/reader033/viewer/2022061212/5495e15bac7959ff2d8b4f8f/html5/thumbnails/25.jpg)
Abdul Rouf - 25
What is a Bus?
Jalur komunikasi yang menghubungkan beberapa device
Biasanya menggunakan cara broadcast Seringkali dikelompokkan
Satu bus berisi sejumlah kanal (jalur) Contoh bus data 32-bit berisi 32 jalur
Jalur sumber tegangan biasanya tidak diperlihatkan
![Page 26: Chapter 3 bus system](https://reader033.fdocuments.us/reader033/viewer/2022061212/5495e15bac7959ff2d8b4f8f/html5/thumbnails/26.jpg)
Abdul Rouf - 26
Data Bus
Membawa data Tidak dibedakan antara “data” dan “instruksi”
Lebar jalur menentukan performance 8, 16, 32, 64 bit
![Page 27: Chapter 3 bus system](https://reader033.fdocuments.us/reader033/viewer/2022061212/5495e15bac7959ff2d8b4f8f/html5/thumbnails/27.jpg)
Abdul Rouf - 27
Address bus
Menentukan asal atau tujuan dari dataMisalkan CPU perlu membaca instruksi
(data) dari memori pada lokasi tertentuLebar jalur menentukan kapasitas memori
maksimum dari sistem Contoh 8080 memiliki 16 bit address bus
maka ruang memori maksimum adalah 64k
![Page 28: Chapter 3 bus system](https://reader033.fdocuments.us/reader033/viewer/2022061212/5495e15bac7959ff2d8b4f8f/html5/thumbnails/28.jpg)
Abdul Rouf - 28
Control Bus
Informasi kendali dan timing Sinyal read/write memory (MRD/MWR) Interrupt request (IRQ) Clock signals (CK)
![Page 29: Chapter 3 bus system](https://reader033.fdocuments.us/reader033/viewer/2022061212/5495e15bac7959ff2d8b4f8f/html5/thumbnails/29.jpg)
Abdul Rouf - 29
Skema Interkoneksi Bus
![Page 30: Chapter 3 bus system](https://reader033.fdocuments.us/reader033/viewer/2022061212/5495e15bac7959ff2d8b4f8f/html5/thumbnails/30.jpg)
Abdul Rouf - 30
Bentuk Fisik
Bagaimana bentuk fisik bus? Jalur-jalur parallel PCB Ribbon cables Strip connectors pada mother boards
contoh PCI
Kumpulan kabel
![Page 31: Chapter 3 bus system](https://reader033.fdocuments.us/reader033/viewer/2022061212/5495e15bac7959ff2d8b4f8f/html5/thumbnails/31.jpg)
Abdul Rouf - 31
Problem pada Single Bus
Banyak devices pada bus tunggal menyebabkan: Propagation delays
Jalur data yg panjang berarti memerlukan koordinasi pemkaian shg berpengaruh pada performance
If aggregate data transfer approaches bus capacity
![Page 32: Chapter 3 bus system](https://reader033.fdocuments.us/reader033/viewer/2022061212/5495e15bac7959ff2d8b4f8f/html5/thumbnails/32.jpg)
Abdul Rouf - 32
Bus Traditional (ISA)(menggunakan cache)
![Page 33: Chapter 3 bus system](https://reader033.fdocuments.us/reader033/viewer/2022061212/5495e15bac7959ff2d8b4f8f/html5/thumbnails/33.jpg)
Abdul Rouf - 33
High Performance Bus
![Page 34: Chapter 3 bus system](https://reader033.fdocuments.us/reader033/viewer/2022061212/5495e15bac7959ff2d8b4f8f/html5/thumbnails/34.jpg)
Abdul Rouf - 34
Jenis Bus
Dedicated Jalur data & address terpisah
Multiplexed Jalur bersama Address dan data pada saat yg beda Keuntungan – jalur sedikit Kerugian
Kendali lebih komplekMempengaruhi performance
![Page 35: Chapter 3 bus system](https://reader033.fdocuments.us/reader033/viewer/2022061212/5495e15bac7959ff2d8b4f8f/html5/thumbnails/35.jpg)
Abdul Rouf - 35
Arbitrasi Bus
Beberapa modul mengendalikan buscontoh CPU dan DMA controllerSetiap saat hanya satu modul yg
mengendalikan Arbitrasi bisa secara centralised atau
distributed
![Page 36: Chapter 3 bus system](https://reader033.fdocuments.us/reader033/viewer/2022061212/5495e15bac7959ff2d8b4f8f/html5/thumbnails/36.jpg)
Abdul Rouf - 36
Arbitrasi Centralised
Ada satu hardware device yg mengendalikan akses bus Bus Controller Arbitrer
Bisa berupa bagian dari CPU atau terpisah
![Page 37: Chapter 3 bus system](https://reader033.fdocuments.us/reader033/viewer/2022061212/5495e15bac7959ff2d8b4f8f/html5/thumbnails/37.jpg)
Abdul Rouf - 37
Arbitrasi Distributed
Setiap module dapat meng-klaim busSetiap modules memiliki Control logic
![Page 38: Chapter 3 bus system](https://reader033.fdocuments.us/reader033/viewer/2022061212/5495e15bac7959ff2d8b4f8f/html5/thumbnails/38.jpg)
Abdul Rouf - 38
Timing
Koordinasi event pada busSynchronous
Event ditentukan oleh sinyal clock Control Bus termasuk jalur clock Siklus bus ( bus cycle) transmisi 1 ke 0 Semua devices dpt membaca jalur clock Biasanya sinkronisasi terjadi pada tepi naik
(leading edge) Suatu event biasanya dimualai pada awal siklus
![Page 39: Chapter 3 bus system](https://reader033.fdocuments.us/reader033/viewer/2022061212/5495e15bac7959ff2d8b4f8f/html5/thumbnails/39.jpg)
Abdul Rouf - 39
Synchronous Timing Diagram
![Page 40: Chapter 3 bus system](https://reader033.fdocuments.us/reader033/viewer/2022061212/5495e15bac7959ff2d8b4f8f/html5/thumbnails/40.jpg)
Abdul Rouf - 40
Asynchronous Timing Diagram
![Page 41: Chapter 3 bus system](https://reader033.fdocuments.us/reader033/viewer/2022061212/5495e15bac7959ff2d8b4f8f/html5/thumbnails/41.jpg)
Abdul Rouf - 41
Bus PCI
Peripheral Component InterconnectionDikeluarkan oleh Intel sebagai public
domain32 atau 64 bit50 Jalur
![Page 42: Chapter 3 bus system](https://reader033.fdocuments.us/reader033/viewer/2022061212/5495e15bac7959ff2d8b4f8f/html5/thumbnails/42.jpg)
Abdul Rouf - 42
Jalur pada Bus PCI (yg harus)
Jalur System clock and reset
Address & Data 32 jalur multiplex address/data Jalur validasi
Interface Control Arbitrasi
Not shared Direct connection to PCI bus arbiter
Error lines
![Page 43: Chapter 3 bus system](https://reader033.fdocuments.us/reader033/viewer/2022061212/5495e15bac7959ff2d8b4f8f/html5/thumbnails/43.jpg)
Abdul Rouf - 43
Jalur Bus PCI (Optional)
Interrupt lines Not shared
Cache support 64-bit Bus Extension
Additional 32 lines Time multiplexed 2 lines to enable devices to agree to use 64-bit transfer
JTAG/Boundary Scan For testing procedures
![Page 44: Chapter 3 bus system](https://reader033.fdocuments.us/reader033/viewer/2022061212/5495e15bac7959ff2d8b4f8f/html5/thumbnails/44.jpg)
Abdul Rouf - 44
Command pada PCI
Transaksi antara initiator (master) dg target
Master pegang kendali busMaster menentukan jenis transaksi
Misal I/O read/write
Fase AddressFase Data
![Page 45: Chapter 3 bus system](https://reader033.fdocuments.us/reader033/viewer/2022061212/5495e15bac7959ff2d8b4f8f/html5/thumbnails/45.jpg)
Abdul Rouf - 45
PCI Read Timing Diagram
![Page 46: Chapter 3 bus system](https://reader033.fdocuments.us/reader033/viewer/2022061212/5495e15bac7959ff2d8b4f8f/html5/thumbnails/46.jpg)
Abdul Rouf - 46
PCI Bus Arbitration
![Page 47: Chapter 3 bus system](https://reader033.fdocuments.us/reader033/viewer/2022061212/5495e15bac7959ff2d8b4f8f/html5/thumbnails/47.jpg)
Abdul Rouf - 47
Internet Resource
www.pcguide.com/ref/mbsys/buses/www.pcguide.com/