Output

9/13/2016

DCH1B3 Konfigurasi Perangkat Keras Komputer

1

9/13/2016

DCH1B3 – Konfigurasi Perangkat Keras Komputer

12-CRS-0106 REVISED 8 FEB 2013

Input/Output

Masalah Input/Output Berbagai macam periferal yang begitu luas – Mengirimkan sejumlah data yang berbeda – Pada kecepatan berbeda-beda – Dalam format yang berbeda

Semua periferal lebih lambat dibandingkan CPU dan RAM



Memerlukan modul I/O

1

9/13/2016

Modul Input/Output Antarmuka ke CPU dan Memori.



Antarmuka ke satu atau lebih periferal.



Model Modul I/O yang umum

2

9/13/2016

Devais Eksternal Human readable – Layar, printer, keyboard

Machine readable – Monitoring dan control

Komunikasi – Modem



– Network Interface Card (NIC)



Diagram Blok Devais Eksternal

3

9/13/2016



Data Rate I/O berbagai devais

Fungsi Modul I/O Control & Timing CPU Communication Device Communication Data Buffering



Error Detection

4

9/13/2016

Langkah-langkah I/O CPU memeriksa status devais modul I/O Modul I/O mengirimkan status devais

Jika siap, CPU meminta transfer data Modul I/O mendapatkan data dari devais Modul I/O mentransfer data ke CPU



Variasi untuk output, DMA, dll.



Diagram Modul I/O

5

9/13/2016

Keputusan Modul I/O Menyimpan atau menampilkan properti devais ke CPU. Mendukung banyak devais atau tunggal.



Mengontrol fungsi-fungsi devais atau meninggalkan CPU.

Teknik Input Output Programmed Interrupt driven



Direct Memory Access (DMA)

6

9/13/2016

Programmed I/O CPU memiliki kontrol secara langsung terhadap I/O – Status penginderaan – Perintah Read/write – Mentransfer data

CPU menunggu modul I/O untuk menyelesaikan operasinya.



Membuang waktu CPU

Programmed I/O - detail CPU meminta operasi I/O Modul I/O melakukan operasi Modul I/O mengeset status bit CPU memeriksa status bit secara periodik Modul I/O tidak menginformasikan ke CPU secara langsung

CPU bisa menunggu atau kembali nanti



Modul I/O tidak menginterupsi CPU

7

9/13/2016

I/O Command CPU mengirimkan alamat – Mengidentifikasi modul(& devais jika >1 per modul)

CPU mengirimkan command – Control – memberitahu modul apa yang harus dilakukan  Misal:memutar disk

– Test - cek status  Misal : power? Error?

– Read/Write



 Modul mentransfer data via buffer dari/ke devais

Pengalamatan Devais I/O Pada programmed I/O, transfer data mirip dengan akses memori. Tiap devais memiliki identifier yang unik



CPU command berisi identifier (alamat)

8

9/13/2016

I/O Mapping Memory mapped I/O – Devais dan memori berbagi sebuah ruang alamat

– I/O mirip dengan operasi read/write memori – Tidak ada command khusus untuk I/O

Isolated I/O – Ruang alamat terpisah antara memori dan I/O – Memerlukan saluran-saluran pemilih I/O atau memori – Ada perintah khusus untuk I/O



 Perintah terbatas

Interrupt Driven I/O Tidak ada waktu CPU menunggu Tidak ada pemeriksaan devais oleh CPU secara berulang-ulang



Modul I/O menginterupsi ketika siap

9

9/13/2016

Operasi Dasar Interrupt Driven I/O CPU mengeluarkan read command Modul I/O mendapatkan data dari periferal pada saat CPU melakukan kerja lainnya. Modul I/O menginterupsi CPU CPU meminta data



Modul I/O mentransfer data

Sudut Pandang CPU Mengeluarkan read command Melakukan kerja yang lainnya Memeriksa interupsi pada akhir tiap siklus intruksi Jika diinterupsi:– Simpan konteks (registers) – Memproses interupsi



 Fetch data & store

10

9/13/2016

Isu-isu Desain Bagaimana mengidentifikasi modul yang meminta interupsi?



Bagaimana menangani banyak interupsi?

Mengidentifikasi

Modul menginterupsi (1) Saluran berbeda untuk tiap devais – PC – Membatasi sejumlah devais

Software poll – CPU meminta tiap modul yang berada dalam antrian



– Lambat

11

9/13/2016

Mengidentifikasi Modul yang menginterupsi(2) Daisy Chain atau Hardware poll – Interrupt Acknowledge dikirimkan ke sebuah chain

– Modul bertannggungjawab menempatkan vector dalam bus – CPU menggunakan vector untuk menangani handler routine

Bus Master – Modul harus mengklaim sebelum memberikan interupsi



– Misal : PCI & SCSI

Multiple Interrupt Tiap saluran interupt memiliki sebuah prioritas



Saluran prioritas yang lebih tinggi dapat menginterupsi saluran prioritas yang lebih rendah

12

9/13/2016

Contoh - PC Bus 80x86 memiliki satu saluran interrupt Sistem berbasis 8086 menggunakan satu 8259A interrupt controller



8259A memiliki 8 saluran interrupt

Direct Memory Access Interrupt driven dan programmed I/O memerlukan campur tangan CPU secara aktif – Laju transfer terbatas – CPU capek



DMA adalah jawabannya

13

9/13/2016

Fungsi DMA Modul tambahan (hardware) dalam bus



DMA controller mengambil alih tugas CPU untuk I/O



Diagram Modul DMA

14

9/13/2016

Operasi DMA CPU memberitahu DMA controller:– Read/Write

– Device address – Alamat awal blok data memori – Jumlah data yang harus ditransfer

CPU mengerjakannya dengan kerja lainnya

DMA controller mengirim interupsi ke CPU jika sudah selesai



DMA controller berhubungan dengan transder

DMA Transfer Cycle Stealing DMA controller mengambil alih bus untuk sebuah siklus Transfer 1 word data Bukan sebuah interrupt CPU berhenti sejenak sebelum CPU mengakses bus.

Menurunkan kerja CPU tapi tidak sebanyak CPU melakukan transfer DCH1B3 – Konfigurasi Perangkat Keras Komputer


– Misal:. Sebelum sebuah operand atau data fetch atau data write

15

9/13/2016

Konfigurasi DMA (1)

Bus tunggal, Detached DMA controller Tiap transfer menggunakan bus 2x – I/O ke DMA kemudian DMA ke memori



CPU berhenti sejenak 2x

Konfigurasi DMA (2)

Bus tunggal, Integrated DMA controller Controller bisa mendukung >1 devais – DMA ke memori

CPU berhenti sejenak 1x DCH1B3 – Konfigurasi Perangkat Keras Komputer


Tiap transfer menggunakan bus 1x

16

9/13/2016

Konfigurasi DMA (3)

Bus I/O terpisah

Tiap transfer menggunakan bus 1x – DMA ke memor

CPU berhenti sejenak 1x DCH1B3 – Konfigurasi Perangkat Keras Komputer


Bus mendukung semua DMA enabled devices

I/O Channels I/O devices semakin rumit Misal. Kartu grafik 3D CPU menginstrukskan I/O controller untuk melakukan transfer I/O controller melakukan transfer seluruhnya – beban CPU tinggi



– Dedicated processor lebih cepat

17

9/13/2016

Baca tentang Universal Serial Bus (USB)

THANK YOU DCH1B3 – Konfigurasi Perangkat Keras Komputer




Bandingkan dengan standar komunikasi yang lain misal Ethernet

18

Output

Recommend Documents