UNIT
I/O
Naufal Ihsan (15415005) 4IB02
Jurusan teknik Elektro
Fakultas Teknologi Industri
Universitas Gunadarma
PENDAHULUAN
Sistem
I/O berfungsi untuk mentransfer informasi atau CPU atau memori utama dengan
piranti I/O.Sistem I/O terdiri atas piranti I/O (peripheral), pengendali
piranti yang dilalui piranti I/O untuk berkomunikasi dengan CPU atau memori
utama dalam suatu aturan yang baku (protocol) dan perangkat lunak untuk operasi
I/O untuk pelayanan.
Dalam berhubungan dengan sistem I/O,
penting untuk menyadari ketiga point ini:
1. CPU dan piranti I/O biasanya
tidak dapat disinkronkan. Karena itu operasi I/O harus dikoordinasikan.
2. Secara umum, piranti I/O lebih
lambat dari CPU. Karena itu biasanya piranti I/O berkomunikasi secara
asynchronous dengan CPU.
3. CPU menangani informasi bahasa
mesin sedangkan piranti I/O biasanya membawa informasi yang berorientasi kepada
pemakai (manusia). Karena data itu harus di-encode dan di-decode (diformat).
Proses
transfer informasi antara CPU dan sebuah peripheral terdiri dari empat langkah:
1. Memilih sebuah piranti I/O dan
menguji apakah ia siap atau mempunyai reaksi.
2. Menginisialisasi transfer tersebut
dan mengkoordinasikan pengaturan waktu operasi I/O tersebut.
3. Mentransfer informasi tersebut.
4. Memberhentikan transfer informasi
tersebut.
Klasifikasi piranti I/O
dikelompokkan menjadi tiga:
1. Piranti yang memasukkan informasi
ke komputer.
2. Piranti yang mengeluarkan
(menampilkan) informasi dari komputer.
3. Piranti yang melayani input dan
output.
Struktur Modul I/O
Pengaksesan I/O
Pada
I/O-mapped I/O, port I/O tidak tergantung memori dan tidak butuh referensi
langsung ke alamat memori. Transfer informasi dilakukan di bawah kendali sinyal
kontrol yang menggunakan instruksi INPUT dan OUTPUT. Operasi I/O tergantung
sinyal kendali dari CPU. lnstruksi I/O mengaktifkan baris kendali read/write
pada port I/O, sedangkan instruksi memori akan mengaktifkan baris kendali
read/write pada memori. Ruang memori dan ruang alamat I/O menyatu, sehingga
dapat memiliki alamat yang sama.Operasi I/O terbagi menjadi 3 metode : I/O
Terprogram, I/O Interupt, dan Direct Memory Access (DMA).Ada dua jenis
pengaksesan I/O: memory-mapped I/O dimana piranti I/O dihubungkan sebagai
memori virtual, atau I/O-mapped I/O dimana port I/O tidak tergantung pada
memori utama. Setiap memory-mapped I/O, port I/O dihubungkan ke bus alamat.
Piranti input sebagai bagian memori yang memberikan data ke bus data. Piranti
output sebagai bagian memori yang memiliki data yang tersimpan di dalamnya.
Port I/O menempati lokasi tertentu pada ruang alamat dan diakses seolah-olah
mereka adalah lokasi memori. Semua instruksi referensi memori dalam kumpulan
instruksi pada sebuah komputer dapat juga mereferensikan port I/O. Dengan
demikian prosedur memory-mapped I/O tidak membutuhkan instruksi khusus. Sebuah
instruksi untuk mem-fetch atau menyimpan data pada alamat memori tertentu
menjadi sebuah instruksi I/O jika alamatnya adalah sebuah port I/O. Karena
memory-mapped I/O tidak membeda-bedakan register memori dan piranti I/O, ruang alamat dibagi di antara
mereka dan demikian ruang memori yang tersedia untuk program dan data menjadi
berkurang.
I/O Terprogram
Terdapat empat klasifikasi perintah
I/O, yaitu:
1. Perintah control.
2. Perintah test.
3. Perintah read.
4. Perintah write.
Dalam teknik I/O terprogram,
terdapat dua macam implementasi perintah I/O yang tertuang dalam instruksi I/O,
yaitu: memory-mapped I/O dan isolated I/O.
I/O Interupt
Masalah pada programmed I/O adalah
bahwa processor harus menunggu hingga modul I/O siap untuk melakukan transfer
yang mengakibatkan processor harus melakukan pengecekan yang berulang-ulang
atas status modul I/O. Alternatifnya, processor menerbitkan perintah ke modul
I/O dan kemudian processor melanjutkan eksekusinya atas instruksi yang lain.
Modul I/O akan melakukan interrupt ke processor untuk meminta layanan jika
modul I/O telah siap saling bertukar data dengan processor. Processor kemudian
melakukan eksekusi atas instruksi perpindahan data. Setelah selesai, processor
akan melanjutkan eksekusi instruksi sebelumnya, sebelum peocessor di interrupt
oleh modul I/O.
Pada perangkat I/O telah
menyelesaikan sebuah operasi I/O, maka urutan kejadian hardware di bawah akan
terjadi :
Perangkat angkat mngeluarkan signal
interrupt ke CPU.
Prosesor menyelesaikan eksekui intruksi
yang sedang dilakukan sebelum memberikan respon terhadap interrupt.
Prosesor
memerikasa interrupt, menetapkan bahwa memang ada, dan mengirim signal
acknowledgment ke parangkat yang mengeluarkan interrupt, acknowledgment
memungkinkan meghapus dignal interrupt.
Sekarang
prosesor perlu menyiapkan pengontrolan transfer routine interrupt, prosesor
perlu menyimpan informasi yang diperlukan untuk melanjutkan program yang
dikerjakan saat itu pada posisi interrupt. Informasi minimum yang diperlukan
adalah a.status prosesor, yang berisi register yang dipanggil program status
word (PSW), dan b. lokasi instruksi berikutnya yang akan dieksekusi.
Direct Memory Access (DMA)
Direct
Memory Access (DMA) adalah suatu metode transfer data dari memori komputer atau
RAM ke suatu bagian dari komputer tanpa memprosesnya menggunakan CPU. Sebagian
besar data yang merupakan input atau output dari komputer memang diproses di
CPU, tetapi terdapat beberapa data yang tidak perlu diproses, ataupun dapat
diproses oleh alat lainnya.
Perbandingan antara Programmed I/O
dan Direct Memory Access
Interfacing Piranti
Untuk
berkomunikasi dengan CPU, piranti-piranti tersebut memerlukan antar-muka
(interface) dan mengendalikan perangkat keras dan perangkat lunak untuk
menghubungkan ke bus, interface biasanya mengacu pada perangkat keras yang
diperlukan untuk menghubungkan piranti dan sirkuit kendalinya ke bus yang
semestinya. Fungsi pokok sebuah interface adalah untuk mensinkronkan transfer
data antara CPU dan peripheral.
Diagram blok unit interface I/O
Ada tiga bus dalam interface
piranti:
1. Bus Receiver adalah register
menyimpan data input selama dibutuhkan.
2. Bus Transceiver adalah suatu
sirkuit yang digunakan bersama bus dua-arah (bidirectional) yang dapat
berfungsi dalam mode pengiriman maupun mode penerimaan.
3. Driver/Buffer bus diperlukan
untuk menempatkan informasi pada bus.
Sistem Bus
Bus
membawa informasi diantara komponen dari satu peralatan atau diantara
subsistem. Bus dapat dibagi menjadi dua kelompok utama yang didasarkan pada
kontrolnya, yaitu bus local dan bus sistem (local buses and system buses).
Kelompok hybrid (turunan), yaitu bus lokal yang diperluas, mengkombinasikan
fasilitas dari dua bus yang lain.
Bus Lokal
Bus
yang paling sederhana terdiri atas set kawat/kabel (atau jejak/ trace jika ia
diproduksi sebagai bagian dari papan sirkuit). Bus ini disebut local bus (bus
lokal), karena ia merupakan bagian dari peralatan yang menggunakan dan
mengontrolnya.
Dalam
CPU, bus lokal umumnya terbagi dalam tiga jenis, yaitu bus alamat, bus data,
atau bus kontrol. Address buses (bus alamat) cenderung dikhususkan untuk suatu
tujuan dan biasanya bersifat unidireksional. Ia paling sering mentransfer
alamat dari counter program (PC), register stack, atau putaran komputasi alamat
ke memori, namun bukan sebaliknya. Data buses (bus data) cenderung bersifat
umum dalam penggunaannya dan bersifat bidireksional. Ia bisa membawa data,
instruksi, dan juga alamat, dan ia menyampaikan data ke dan dari sistem memori
utama, peralatan I/O yang dilengkapkan, dan ALU. Control buses (bus kontrol)
membawa signal dari unit kontrol ke komponen lain dari komputer dan kembali ke unit
kontrol. Signal kontrol yang ia bawa akan mengontroloperasi dari komponen yang
menerima signal tersebut
Bus Sistem
Bus
sistem adalah Bus yang mempunyai putaran kontrol sendiri dan berubah-ubah
(menyesuaikan diri) terhadap berbagai komponen, termasuk CPU, yang ingin
menggunakannya.
Bus Lokal Yang Diperluas
Expanded
local buses (bus lokal yang diperluas), yang kebanyakan dijumpai dalam sistem
mikrokomputer, adalah bus lokal dengan ekstensi khusus untuk penggunaan di luar
CPU. Ia sarna dengan bus sistem, dalam hal bahwa ia memberikan signal kontrol
standart selain memberikan lintasan (pathway) data dan alamat; namun ia
bersifat lokal, dalam artian bahwa jam CPU dan sirkuit waktu mengaturnya,
sehingga ia merupakan processor-specific
Referensi
http://wahyukr.staff.gunadarma.ac.id/Downloads/files/36820/%281%29+Organisasi+%26+Arsitektur.ppt 25 Nov 2018 20.31
http://www.elearning.gunadarma.ac.id/docmodul/index-arkomp.htm 25 Nov 2018 20.43
http://www.elearning.gunadarma.ac.id/docmodul/index-organisasi_sistem_komputer.htm 25 Nov 2018 21.03
http://ymukhlis.staff.gunadarma.ac.id/Downloads/folder/0.1 25 Nov 2018 19.43
Tidak ada komentar:
Posting Komentar