Saling Berbagi Bersama

Nama : Muhammad Hakaman Athhar

Nim : 15523091

Mata Kuliah : Organisasi dan Arsitektur Komputer

PCI (Peripheral Component Interconnect) adalah bus yang didesain untuk menangani beberapa perangkat keras. PCI juga adalah suatu bandwidth tinggi yang populer, prosesor independent bus itu dapat berfungsi sebagai bus mezzenine atau bus periferal.. Dibandingkan  dengan spesifikasi bus lainnya, PCI memberikan sistem yang lebih baik bagi subsistem I/O berkecepatan tinggi (misalnya, graphic display adapter, network interface controller, disk controller, dll). Standard yang berlaku saat ini mengizinkan penggunaa sampai 64 saluran data pada kecepatan 33 MHz, bagi kelajuan transfer 264 MByte/detik, atau 2,112 GBps.

Namun bukan hanya kecepatannya saja yang tinggi yang membuat PCI menarik. PCI khusus dirancang untuk memenuhi kebutuhan I/O sistem yang modern secara ekonomi. PCI hanya memerlukan keeping yang lebih sedikit untuk mengimplementasikan dan mendukung bus lainnya yang dihubungkan ke bus PCI.

Intel mulai menerapkan PCI pada taun 1990 untuk sistem berbasis Pentiumnya. Segera Intel menerbitkan semua patent  bagi domain public dan mempromosikan pembuatan himpunan industry, PCI SIG, untuk pembuatan lebih lanjut dan memelihara kompatibilitas spesifikasi PCI. Hasilnya adalah bahwa PCI secara luas diterima dan penggunaannya pada komputer pribadi, workstation dan sistem server terus meningkat. Versi saat ini, PCI 2.0, diterbitkan 1993. Karena spesifikasinya berada didalam domain public dan didukung oleh industry microprcosesor dan peripheral secara luas, PCI yang dibuat oleh vendor yang berlainan tetap kompatibel.

PCI dirancang untuk mendukung bermacam – macam konfigurasi berbasis microprocessor, baik sistem microprocessor tunggal maupun banyak. Karena itu, PCI memberikan sejumlah fungsi  untuk kebutuhan umum. PCI memanfaatkan timing sinkron dan pola arbitrasi tersentralisasi.

Jumlah bandwith pada PCI tersebut hanya 133 MB/s, sehingga kinerja dari beberapa perangkat lainnya juga dapat berkurang. Kemudian pada tahun 1997 muncul lagi slot AGP yang merupakan pengembangan dari PCI ini. AGP (Accelerator Graphic Peripheral) ini dipasang berdampingan slot PCI yang memiliki bandwith khusus dan juga menangani hal khusus seperti graphic.

Dari sinilah awalnya kita mengenal yang namanya VGA Card. Yang hingga kini VGA Card pun berkembang yang sudah menggunakan slot PCI-X atau PCI-Express yang merupakan hasil pengembangan lebih lanjut dari PCI dan APG.

PCI Express ini memiliki banyak keunggulan, yang tidak hanya digunakan untuk menampilkan visual saja, melainkan bisa juga digunakan sebagai input/output peripheral tambahan lainnya seperti soundcard dan lainnya. PCI Express ini memiliki beberapa generasi yang dikenal dengan PCI Express x1, x2, dan x16. Perbedaan dari generasi tersebut dapat membedakan tingkat pengiriman transfer 250MBps setiap jalur. Untuk slot PCI Express x16 merupakan slot VGA Card yang menggantikan AGP. Sedangkan untul slot x1 dan x2 biasanya digunakan untuk perangkat lainnya seperti sound card.

Penggunaan pertama kali PCI-E x16 untuk VGA Card pada motherboard yag mendukung prosessor LGA 775 atau dan sejenisnya., dan hingga sekarang slot ini masih bisa kita temukan pada motherboard – motherboard terbaru sekarang ini. Sedangkan untuk slot AGP sendiri terakhir digunakan pada motherboard yang support processor LGA 478 dan Pentium 3. Dan sekarang slot tersebut sepertinya sudah tidak lagi dipergunakan sama sekali. Pasalnya, VGA onboard dari motherboard sekarang ini jauh lebih baik jika menggunakan VGA Card AGP. Slot AGP ini biasanya ditandai dengan warna coklat pada motherboard Anda. Sedangkan PCI memiliki banyak warna, seperti putih, biru, hijau, kuning, dan hitam.

Struktur Bus

PCI dapat dikonfigurasikan sebagai bus 32 bit atau 64 bit. Signal –signal ini dibagi menjadi kelompok-kelompok fungsional sebagai berikut:

• System pins : Meliputi pin waktu dan reset
• Address and Data Pins : Meliputi 32 saluran yang time-multiplexed bagi alamat dan data. Saluran lainnya di dalam kelompok ini digunakan untuk menginterpretasi dan memvalidasi saluran-saluran signal yang membawa alamat dan data
• Interface Control Pins: Mengontrol timing transaksi dan mengkoordinasikan antara inisialator dan target
• Arbitration Pins: Tidak seperti saluran signal PCI lainnya, pin-pin ini bukan saluran yang dipakai bersama-sama. Melainkan, masing-masing master PCI memiliki pasangan saluran arbitrasinya sendiri yang menghubungkannya secara langsung dengan arbitrer bus PCI.
• Error Reporting Pins :  Digunakan untuk melaporkan error parity dan error – error lainnya.

Selain itu, spesifikasi PCI mendefinisikan 50 saluran signal optional yang dibagi menjadi kelompok – kelompok fungsional sbb:

• Interrupt Pins: Saluran signal ini disediakan bagi perangkat-perangkat PCI yang harus menghasilkan request untuk layanan. Seperti halnya pin arbitrasi, pin-pin ini pun bukan saluran yang dapat dipakai bersama. Melainkan, masing-masing perangkat PCI memiliki sendiri saluran interrupt ke pengontrol interrupt.
• Cache Support Pins : Pin – pin ini diperlukan untuk mendukung memori pada PCI yang dapat dicache kan didalam prosesor atau perangkat lainnya. Pin – pin ini mendukung protocol – protocol snoopy cache.
• 64 bit Bus Extension Pins: Meliputi 32 saluran yang merupakan time- multiplexed bagi alamat dan data dan dikombinasikan dengan saluran alamat/data untuk membentuk bus alamat/data 64bit. Saluran lainnya didalam kelompok ini digunakan untuk menginterpretasi dan memvalidasi saluran-saluran signal yang membawa  alamat dan data. Terakhir, terdapat dua saluran yang memungkinkan dua budah perangkat PCI untuk menyetujui penggunaan kemampuan 64bit.
• JTAG/Boundary Scan Pins:Saluran-saluran signal ini mendukung pengujian prosedur-prosedur yang ditentukan dalam standard 149.1 IEE.

Suatu aktifitas bus terjadi ketika ada pertukaran antara inisiator, atau master dengan target. Ketika sebuah bus master mengendalikan bus, ia menentukan tipe transaksi yang akan terjadi kemudian. Selama tahap alamat dari transaksi, jalur C/BE digunakan untuk memberitahukan tipe transaksi. Perintahnya adalah:

• Interrupt acknowledge : Merupakan perintah baca yang ditujukan untuk alat yang berfungsi sebagai interrupt controler pada PCI bus. Jalur alamat tidak digunakan di dalam fase alamat dan bytenya memungkinkan jalur untuk mengidentifikasikan ukuran dari interrupt identifier yang dikembalikan.
• Special cycle : Merupakan inisiator untuk memancarkan pesan untuk satu atau lebih target.
• I/O read & I/O write : perintah yang digunakan untuk membaca data dari dan menulis data ke agen dipetakan di address space I/O . AD31 - AD0 garis memberikan alamat 32 bit dan byte memungkinkan menunjukkan ukuran transfer data
• Memori read line: perintah identik dengan memori membaca perintah kecuali bahwa itu tambahan menunjukkan bahwa master bermaksud untuk mengambil nomor lebih dari 32 - bit dari bus PCI .
• Memori read and write : Digunakan untuk menetapkan perpindahan data yang masuk, menempati satu atau lebih clock cycles. Penginterpretasian perintah ini bergantung pada didukung atau tidaknya PCI protocol untuk perpindahan antara memori dan cache.
• Memori write dan invalidate : Digunakan untuk mentransfer data dalam satu siklus waktu atau lebih ke memori, juga untuk menjamin bahwa sedikitnya satu saluran cache akan ditulis.
• Configuration read and write :  Memungkinkan sebuah master untuk membaca dan memperbaharui parameter konfigurasi dari suatu peralatan yang tersambung dengan PCI.
• Dual address cycle : Digunakan oleh inisiator untuk memberitahukan bahwa digunakan pengalamatan 64-bit.

Transfer Data

Setiap transfer data pada bus PCI merupakan transaksi tunggal yang terdiri dari sebuah fase alamat dan satu atau lebih fase data. Didalam pembahasan ini, kita akan menjelaskan operasi pembacaan yang umum, demikian pula halnya dengan operasi penulisan.

Pada gambar ini menjelaskan timing transaksi pembacaan PCI. PCI menyediakan akses langsung ke dalam memori sistem untuk perangkat terpasang, menggunakan bridge untuk berhubungan dengan front side bus (FSB) dan CPU sehingga menghilangkan gangguan dengan CPU. PCI mendukung bermacam-macam konfigurasi berbasis mikroprosesor, baik sistem dengan mikroprosesor tunggal maupun banyak.

Perbandingan antara kecepatan laju transfer data yang tinggi dengan harga periferal PCI yang ekonomis merupakan daya tarik tersendiri. Desain PCI memungkinkan bus mastering lebih dari satu peralatan di dalam bus secara bersamaan, dengan arbitration circuitry bekerja untuk menjamin tidak adanya peralatan di dalam bus yang terkunci dari peralatan lainnya, dan pada saat yang bersamaan juga mengizinkan setiap peralatan untuk menggunakan throughput secara penuh jika tidak ada peralatan lain yang memerlukan transfer.

Kecepatan bus PCI bisa diatur pada mode synchronous atau asynchronous tergantung pada chipset yang terpasang pada motherboard. Jika pada mode synchronous bus PCI bekerja pada setengah kecepatan bus memori, maka pada mode asynchronous kecepatan bus PCI dapat diatur secara independen dari memori bus. Hal ini sangat berguna pada saat melakukan overclocking, untuk itu biasanya dilakukan pengaturan setting jumper atau setting BIOS pada motherboard.

Bus PCI bersifat open source, blueprint mengenai spesifikasi teknis PCI telah disebarkan ke vendor-vendor komputer sebelum teknologinya secara penuh diterapkan pada PC, sehingga mendorong mereka berlomba-lomba untuk membuat suatu perangkat yang memanfaatkan bus PCI tersebut. Oleh karena itu dalam waktu singkat bus PCI menjadi sangat popular.

 (Peripheral Component Interconnect) interface hardware yang paling banyak digunakan untuk menghubungkan perangkat periferal. Digunakan dalam komputer dari semua ukuran, PCI menyediakan jalur data bersama antara CPU dan pengendali perifer, seperti jaringan dan display adapter (kartu grafis). Namun, dengan begitu banyak sirkuit pengontrol dibangun dalam motherboard, kebutuhan untuk slot PCI tambahan di PC telah berkurang jauh.

Dirancang oleh Intel, Compaq dan Digital, bus PCI pertama kali muncul di PC pada tahun 1993 dan co-ada dengan bus ISA selama bertahun-tahun. Kemudian, motherboard memiliki slot hanya PCI dan satu slot khusus untuk adaptor display; pertama AGP dan kemudian PCI Express. Hari ini, motherboard mungkin memiliki campuran PCI dan PCI Express slot atau hanya PCI Express. Lihat PCI Express dan Mini PCI.

PCI Shares Interrupts

PCI dieliminasi konflik yang melanda arsitektur bus ISA sebelumnya, yang diperlukan interupsi hardware tertentu (IRQ) yang akan ditugaskan untuk setiap kartu ISA. Sebaliknya, bus PCI saham arsitektur IRQs. PC dengan kedua ISA dan PCI dibuat selama beberapa tahun, dan jika hanya ada satu IRQ kiri setelah sisanya ditugaskan untuk kartu ISA, semua perangkat PCI bisa berbagi.

PCI Slot

PCI berjalan pada 33 MHz atau 66 MHz dan mendukung jalur data 32 dan 64-bit dan bus mastering. Pada umumnya ada tiga atau empat slot pada motherboard, dan kuantitas berdasarkan 10 beban listrik yang berhubungan dengan induktansi dan kapasitansi. PCI chipset menggunakan tiga, meninggalkan tujuh untuk pengendali perifer. Sebuah controller pada motherboard menggunakan satu beban; kartu plug-in menggunakan 1,5 beban. Sebuah "PCI jembatan" yang menghubungkan bus PCI bersama-sama untuk slot lagi. Untuk perbandingan data rate dari semua teknologi PCI, melihat PCI-SIG. Lihat PCI-X, PCI serentak, CompactPCI, PXI, data bus PC, PICMG dan cincin Sebring.

Arbitrasi
PCI memanfaatkan pola arbitrasi sentral dan sinkron yang masing - masing masternya memiliki request unik (REQ) dan signal grant (GNT). Saluran- saluran signal ini dihubungkan dengan arbitrer sentral (Gambar 32.3) dan request-grant handshake sederhana digunakan untuk memberikan akses ke bus.
Spesifikasi PCI tidak mengharuskan algoritma arbitrasi khusus. Arbitrer dapat menggunakan pendekatan first-come-first-serve, pendekatan round-robin, atau pola prioritas lainnya. Master PCI harus mengarbitrasi setiap transaksi yang ining dibentuknnya, yaitu sebuah transaksi terdiri dari sebuah fase alamat yang diikuti oleh satu fase data kontigus atau lebih.

Gambar 3.23

Pada gambar 3.24 merupakan sebuah contoh ketika perangkat A dan B sedang melakukan arbitrasi untuk bus. Langkah - langkah yang terjadi alah sebagai berikut :

• Pada suatu titik sebelum awal waktu ke - 1, A telah menegaskan signal REQ-nya. Arbitrer men-sample signal ini pada awal siklus waktu ke-1
• Selama siklus waktu ke-1, B membuat request untuk menggunakan bus dengan menegaskan signal REQ-nya
• Pada saat yang sama, arbiter menegaskan GNT-A untuk memberikan hak akses bus ke- pada A

  Gambar 3.24

• Master bus A men-sample GNT-A pada awa; waktu ke-2 dan memeriksa apakah dirinya telah diberi hak mengakses bus. Master bus juga menemukan pelepasan IRDY dan TRDY, yang menandakan bahwa bus tersebut dalam keadaan idle. Setelah itu, master bus menegaskan FRAME dan menempatkan informasi alamat pada bus alamat dan perinta pada bus C/BE (tidak ditunjukkan). Master bus juga melanjutkan penegasan REQ-A, karena master bus memiliki transaksi kedua yang akan dibentuk setelah transaksi ini.
• Arbitrer bus men-sample semua saluran GNT pada awal waktu ke 3 dan membuat keputusan arbitrasi untuk memberikan hak menakses bus ke B pada transaksi berikutnya. Kemudian arbitrer bus menegaskan GNT-B dan melepaskan GNT-A. B tidak akan dapat menggunakan bus hingga bus itu dikembalikan ke keadaan idle
• A melepaskan FRAME untuk menandakan bahwa transfer data terakhir (dan satu-satunya) sedang dilakukan. A menaruh data pada bus data dan memberi signal ke target dengan IRDY. Target membaca data pada awal siklus waktu berikutnya.
• Pada awal waktu ke-5, B menemukan IRDY dan FRAME yang dilepaskan dan karena itu B dapat melakukan kontrol terhadap bus dengan menegaskan FRAME. B juga melepaskan saluran REQ-nya karena B hanya perlu membentuk satu transaksi saja.

SOURCE :

1.         Jelaskan apakah fungsi sebuah OS dalam sebuah komputer ?

Sistem Operasi (Operation System) adalah komponen pengolah piranti lunak dasar essential component tersistem sebagai pengelola sumber daya perangkat keras komputer (hardware), dan menyediakan layanan umum untuk aplikasi perangkat lunak.

Fungsi sebuah Sistem Operasi (OS) dalam komputer
·         Resource manager, merupakan pengelolaan sumber daya dan mengalokasikannya, Contoh: memori, CPU, Disk Drive dan perangkat lainnya.
·         Interface ( tatap muka), yaitu sebagai perantara antara pengguna dengan perangkat keras dengan menyediakan tampilan kepada pengguna yang lebih mudah dipahami dan bersahabat (user friendly)
·         Coordinator, mengkoordinasi dan menyediakan fasilitas sehingga aktifitas yang kompleks dapat diatur dan dapat diproses secara berurutan.
·         Guardian, menyediakan akses kontrol yang bertugas untuk melindungi file dan memberi pengawasan pada data dan program.
·         Gate Keeper, berfungsi sebagai pengendali hak akses oleh pengguna yang mengendalikan siapa saja yang berhak masuk ke dalam sistem dan mengawasi apa saja yang dilakukannya.
·         Optimizer adalah penjadwal masukan (input) oleh user, pengaksesan basis data, proses komputasi dan penggunaan.
·         Accountant befungsi untuk mengatur waktu CPU, penggunaan memori, pemanggilan I/O, disk storage, dan waktu koneksi terminal.
·         Server berfungsi untuk melayani pengguna komputer.