Sejarah Perkembangan BUS

Generasi pertama

Beberapa dari masalah yang ditemui instruksi-instruksi, diantaranya ialah adanya interupsi. Komputer menangani interupsi (permintaan dari modul I/O) tersebut dengan menunggu sampai looping pada interupsi tersebut selesai dan perangkat external komputer kembai siap untuk bekerja.

Beberapa waktu setelah itu,beberapa komputer mulai untk mentransfer data dari memori ke seluruh bagian CPU. Dalam hal ini, komputer akan memprioritaskan pentransferan data melalui bus ke bagian program yang diinterupsi. Sistem bus pada mikrokomputer hakekatnya terhubung langsung ke pin-pin pada CPU atau dengan cara melewati amplifier untuk menghubungkannya.

Memori dan device lainnya akan ditambah ke bus dengan mnggunakan alamat yang sama dan pin-pin data yang ada pada CPU secara paralel.

Komunkasi antar device tersebut dikontrol oleh CPU, yang mana data dibaca dan ditulis dari device- device yang ada baik dari maupun ke memori,seluruhnya dibawah kendali CPU. Bahkan dadangkala hal terbut dilakukan dlm 1 waktu.

Seperti yang pernah dibicarakan sebelumnya, device-device komputer mengeluarkan interupsi (pemintaan pelayanan) ke CPU dengan cara memberikan sinyal-sinyal melalui pin-pin pada CPU. Umpamanya, pengontrol disk drive memberikan sinyal interupsi ke CPU, yaitu diantaranya memberitahukan kepada CPU bahwa data yang ada pada memori tersebut telah siap dibaca. Dengan begitu CPU akan memindahkan data dengan membaca alamat memori yang diberikan oleh disk drive ersebut. Hampir semua mikrokomputer dibangun dengan menggunakan metode ini, yakni dimulai dengan bus S-100 di Altair.

Dalam pengumpamaan yang sama, sebagian besar tokoh di PC IBM, terus bekerja keras untuk mengembangkan metode pentransferan data yang ada pada komputer sebelumnya dengan mengimplementasikan bus-bus I/O secara terpisah, meskipun jika dilihat secara keseluruhan, dari segi pengaksesan perangkt keras maupun memori, hal tersebut tidak meningkat terlalu signifikan.

Sistem bus yang sederhana ini memiliki permasalahan yang serius ketika digunakan pada komputer untuk kepentingan umum (general purpuse computer). Seluruh peralatan yang ada pada bus memiliki kemampuan untuk berkomunkasi dengan kecepatan yang sama dan dalam waktu yang sama pula.

Meningkatkan kecepatan komputer merupakan pekerjaan yang berat, karena yang pertama kali harus ditingkatkan kecepatannya ialah keselurukan kerja dari device-device komputer yang ada dengan sebaik mungkin. Ketika kerja device-device yang ada tidak dapat dipercepat secepat kerja komputer baik secara praktek maupu ekonomis, maka CPU akan bekerja lebih lambat untuk sementara demikian pula kecepatannya untuk berhubungan dengan device-device tersebut. Sementara itu bus sistem juga bekerja lebih berat untuk mengkonfigurasikan ketika dibangun dari perlengkapan yang biasa. Karna membutuhkan penambahan kartu ekspansi dan membutuhkan banyak jumper dalam satu set alamat memory, I/O, prioritas interupsi dan nomor interupsi

Generasi kedua

Sistem bus generasi kedua dinamakan NuBus, sebagai penyelesaian dari berbagai masalah. NuBus memisahkan komputer menjadi dua yaitu (CPU dan memory) dan perangkat keras lainnya, dengan sebuah bus controller di antaranya. Ini akan membuat CPU menjadi lebih cepat tanpa dipengaruhi BUS. Ini menyebabkan lebih banyak beban untuk memindahkan data keluar dari CPU dan masuk kedalam kartu melalui bus Controller. Jadi perangkat keras pada BUS dapat terhubung ke setiap bagian tanpa intervensi dari CPU. bus ini dapat memindahkan lebih banyak data disesuaikan dengan besarnya data yang akan dipindahkan, mulai dari 8 bit perdetik secara paralel pada generasi pertama, hingga 16 atau 32 bit perdetik. Semakin waktu semakin baik sejalan dengan perkembangan software setupnya. ( sekarang menjadi suatu standar dari plug-n-play) untuk menggantikan jumper.

Bagaimanapun juga sistem baru ini memberikan suatu kualitas yang lebih baik dari generasi sebelumnya. Oleh karena itu setiap bus dapat terhubung dalam kecepatan yang sama. Ketika CPU dan Memory dirancang terpisah CPU pun terus berkembang sehingga dapat meningkatkan kecepatannya. CPU dan Memory dapat meningkatkan kecepatan lebih cepat dari bus. Jadi kecepatan bus sekarang lebih lambat dari pada apa yang sistem modern butuhkan. Komputer menjadi lebih berat dalam menyalurkan data. Contoh dari masalah ini adalah kartu video yang sangat cepat seperti bus baru yaitu PCI, dan komputer mulai memasang AGP hanya untuk digunakan sebagai kartu video. Pada tahun 2004 AGP terus berkembang menjadi lebih besar sebagai kartu video high-end, dan akhirnya digantikan oleh keberadaan bus baru PCI Express.

Dengan penambahan jumlah dari perangkat keras external ini akan membuat sistem bus bekerja dengan baik. Ketika disk drive pertama kali diperkenalkan, ini akan ditambahkan ke CPU dengan sebuah kartu ke dalam bus. Oleh karena itu komputer-komputer memiliki banyak slot diatas bus. Tapi pada pertengahan tahun 1980 dan 1990, sistem baru seperti SCSI dan IDE diperkenalkan untuk melayani kebutuhan tersebut, meninggalkan banyak slot pada sistem modern. Sekarang terdapat 5 bus berbeda dalam suatu komputer yang didukung oleh berbagai macam perangkat keras.

Generasi ketiga

Pada generasi ketiga ini bus telah muncul di pasaran sejak tahun 2001 yang menyertai Hyper Transpord dan InfiniBand. Bus ini sangat flexible dalam menghubungkannya. Bus ini dapat digunakan bersama seperti internal bus. Sebaik sambungan mesin bersama ini akan menyelesaikan permasalah ketika mencoba meminta service atau pelayanan yang berbeda. Pembuat software berkerja keras untuk menyesuaikan dengan sistem ini, karena tidak sesuai dengan perangkat keras itu sendiri, umumnya bus pada generasi ketiga ini cenderung untuk suatu network dari pada konsep dasar suatu bus, bus dengan protokol tinggi lebih dibutuhkan dari sistem yang juga memberikan multiple device untuk digunakan dalam satu bus.

Jenis-jenis Bus

Sebuah komputer memiliki beberapa bus, agar dapat berjalan. Banyaknya bus yang terdapat dalam sistem, tergantung dari arsitektur sistem komputer yang digunakan. Sebagai contoh, sebuah komputer PC dengan prosesor umumnya Intel Pentium 4 memiliki bus prosesor (Front-Side Bus), bus AGP, bus PCI, bus USB, bus ISA (yang digunakan oleh keyboard dan mouse), dan bus-bus lainnya.

Bus disusun secara hierarkis, karena setiap bus yang memiliki kecepatan rendah akan dihubungkan dengan bus yang memiliki kecepatan tinggi. Setiap perangkat di dalam sistem juga dihubungkan ke salah satu bus yang ada. Sebagai contoh, kartu grafis AGP akan dihubungkan ke bus AGP. Beberapa perangkat lainnya (utamanya chipset atau kontrolir) akan bertindak sebagai jembatan antara bus-bus yang berbeda. Sebagai contoh, sebuah kontrolir bus SCSI dapat mengubah sebuah bus menjadi bus SCSI, baik itu bus PCI atau bus PCI Express.

Didalam PC terdapat 2 Bus yaitu :

1. Bus sistem, yang menghubungkan CPU dengan RAM, dan

2. Bus I/O, yang menghubungkan CPU dengan komponen-komponen lain.

Pada intinya, bus sistem merupakan bus pusat. Sesungguhnya bus sistem berhubungan dengan bus I/O.

Bus-bus I/O menghubungkan CPU dengan semua komponen yang lain, kecuali RAM. Data berpindah pada bus-bus I/O dari satu komponen ke komponen yang lain, dan data dari komponen-komponen lain ke CPU dan RAM. Bus-bus I/O berbeda dari bus sistem dalam kecepatan. Kecepatannya akan selalu lebih rendah dari kecepatan bus sistem. Telah bertahun-tahun, bermacam-macam bus-bus I/O telah dikembangkan.

Pada PC modern, biasanya akan ditemukan empat bus:

1. Bus ISA.

2. Bus PCI.

3. Bus USB (Universal Serial Bus).

4. Bus AGP/PCI-Express.

Tiap-tiap Bus memiliki spesifikasi, berbeda , dan juga bentuk yang berbeda.

Bus System

Inti sebuah Motherboard (chipset) adalah beberapa bus yang menghantarkan sinyal antar masing-masing komponen. Bus dapat disebut sebagai lintasan umum/bersama yang digunakan untuk transfer data. Untuk komunikasi data, jalur ini dapat juga untuk komunikasi dua buah komputer atau lebih.

Prosesor, memori utama, dan perangkat I/O dapat dinterkoneksikan dengan menggunakan bus bersama yang fungsi utamanya adalah menyediakan jalur komonikasi untuk transfer data. Bus tersebut menyediakan jalur yang diperlukan untuk mendukung interrupt dan arbitrasi. Protokol bus adalah set aturan yang mengatur kelakuan berbagai perangkat yang terhubung ke bus yaitu kapan harus meletakkan informasi ke dalam bus, menyatakan sinyal kontro, dan lain sebagainya.

Jalur bus yang digunakan untuk mentransfer data dapat dikelompokkan menjadi tiga tipe, yaitu jalur data, alamat, dan kontrol. Sinyal kontrol menetapkan apakah operasi baca tulis yang dilakukan. Biasanya digunakan jalur R/W tunggal. Jalur tersebut menetapkan Read pada saat diset 1 dan Write pada saat diset 0. apabila dimungkinkan menggunakan beberapa ukuran operand seperti byte, word, atau long word, maka ukuran data yang diminta juga diindikasikan.

Sinyal kontrol bus juga membawa informasi timing. Sinyal tersebut menetapkan waktu kapan prosesor dan perangkat I/O dapat meletakkan bus atau menerima data dari bus. Skema telah ditemukan untuk transfer data melalui bus dapat dikalsifikasikan sebagai skema synchronous dan asynchronous.

Dalam setiap operasi transfer data, suatu perangkat memainkan peranan sebagai master, ini adalah perangkat yang menganisiasi transfer data dengan mengeluarkan perintah baca atau tulis.

Bus disusun secara hierarkis, karena setiap bus yang memiliki kecepatan rendah akan dihubungkan dengan bus yang memiliki kecepatan tinggi. Setiap perangkat di dalam sistem juga dihubungkan ke salah satu bus yang ada. Sebagai contoh, kartu grafis AGP akan dihubungkan ke bus AGP. Beberapa perangkat lainnya (utamanya chipset atau kontrolir) akan bertindak sebagai jembatan antara bus-bus yang berbeda. Sebagai contoh, sebuah kontrolir bus SCSI dapat mengubah sebuah bus menjadi bus SCSI, baik itu bus PCI atau bus PCI Express.. Berikut ini beberapa bus dalam komputer :

Bus Arbitasi

Suatu konflik yang timbul jika prosesor dan kontroler DMA (Direct Memory Acces) atau dua kontroler DMA mencoba menggunakan bus pada saat yang sama untuk mengakses memori utama. Untuk mengantisipasi hal ini, prosedur arbitrasi perlu diterapkan pada bus untuk mengkoordinasikan aktivitas semua perangkat yang meminta transfer memori.

Bus arbitrasi adalah proses memilih perangkat berikutnya sebagai bus master (perangkat yang diijinkan untuk menganisiasi data pada bus setiap saat) dan mentransfer bus mastership kepada perangkat tersebut, bus arbiter dapat berupa prosesor atau unit terpisah yang terhubung ke bus. Terdapat dua pendekatan yang dapat diterapkan untuk bus arbitrasi. Pertama, Centralized Arbitration merupakan suatu bus arbital tunggal melakukan arbitration yang diperlukan. Kedua, distibuted arbitration yakni semua perangkat berpartisipasi dalam pemilihan bus master berikutnya. Distributed arbitration berarti semua perangkat yang menunggu untuk menggunakan bus tersebut memiliki tanggung jawab setara dalam melaksanakan proses arbitrasi.

Bus Prosesor

Bus Prosesor adalah bus yang diidentifikasikan oleh sinyal pada sinyal chip prosesor tersebut. Perangkat yang memerlukan koneksi dengan cepat dengan kecepatan sangat tinggi ke prosesor, seperti main memory dapat dihubungkan langsung ke bus ini. Motherboard biasanya menyediakan bus lain yang lebih banyah perangkat. Dua bus dapat diinterkoneksikan oleh satu sirkuit yaitu bridge yang mentranslasikan sinyal dan protokol satu bus menjadi lainnya.

Struktur bus terikat erat dengan arsitektur prosesor, serta juga tergantung pda karakteristik chip prosesor. IBM mengembangkan suatu bus yang disebut ISA (Industry Standart Architecture) untuk PC yang pada saat itu dikenal sebagai PC AT. Popularitas tersebut mendorong produsen lain untuk membuat antar muka ISA-compatible untuk perangkat I/O sehingga menjadikan ISA standar de fact.

Beberapa standar telah berkembang melui usaha kerja sama industrial, bahkan diantara perusahaan pesaing dikarenakan keinginan bersama dalam memilki produk yang kompatibel. Pada beberapa kasus organisasi seperti IEEE (Institute of Electrical and Electrinic Enginers), ANSI (American National Standart Institute), atau badan internasional seperti ISO (Internasional Standards Organization) telah menyetujui standar tersebut dan memberinya status resmi.

Tiga standar bus yang digunakan secara luas yaitu PCI (Peripheral Computer Interconnect), SCSI (Small Compter System Interface), dan USB (Universal Serial Bus).