Senin, 11 Oktober 2010

Perkembangan Sistem Bus dari Omnibus sampai Bus Camac

Omnibus (PDP-8)
PDP-8 adalah keberhasilan minikomputer komersial pertama yang diproduksi oleh Digital Equipment Corporation (DEC)pada tahun 1960. DEC memperkenalkannya pada tanggal 22 Maret 1965, dan terjual lebih dari 50.000 sistem, dan menjadi computer yang paling canggih pada saat itu.Komputer ini adalah computer pertama yang dijual secara luas di perusahaan tersebut walaupun sebelumnya sudah memproduksi PDP-5 namun, seri ini (PDP-5) tidak dikomersilkan. Chief  engineer yang merancang versi awal PDP-8 adalah Edson De Castro.
Pada model awal PDP-8 (biasanya dikenal dengan “*-straight”) yang menggunakan transistor logika-dioda yang dikemas dalam flip chip kartu dan ukurannya sebesar lemari es-minibar. Selanjutnya diikuti dengan PDP-8/S, model desktop. Dimana model ini menggunakan satu bit serial ALU. PDP-8/S lebih kecil dan lebih murah daripada PDP-8 namun, kinerjanya lebih lambat.
Model PDP-8 terakhir dikomersilkan pada tahun 1978 dan disebut dengan “CMOS-8”


Unibus (PDP-11)
PDP-11 adalah rangkaian minicomputer 16 bit yang dijual oleh Digital Equipment Corp.  dari tahun 1970.  PDP 11 diganti PDP-8 pada banyak aplikasi real-time , walaupun kedua lini produk tinggal di paralel selama lebih dari 10 tahun. PDP 11 memiliki fitur unik beberapa inovatif, dan lebih mudah untuk program dibandingkan pendahulunya dengan penggunaan dari register umum. Desain fitur PDP-11 mempengaruhi desain mikroprosesor lain seperti Motorola 68000 ; fitur desain sistem operasi, serta sistem operasi lain dari Digital Equipment, mempengaruhi desain sistem operasi lain seperti CP/M dan  juga MS-DOS .

Multibus (8086)
Multibus adalah system bus komputer standar yang digunakan dalam industri yang dikembangkan oleh Intel Corporation dan diadopsi sebagai IEEE bus 796 . Pada tahun 1982 ada lebih dari 100 papan Multibus dan sistem produsen. Hal ini juga memungkinkan perusahaan untuk berinovasi dengan merancang sebuah papan Multibus eksklusif dan kemudian mengintegrasikannya dengan hardware vendor lain untuk menciptakan sebuah sistem, seperti Sun Microsystems.  Sun Microsystems membuat design CPU, memori, SCSI, video display, kemudian ditambahkan 3com Ethernet papan jaringan, Xylogics SMD kontroler disk , Tapemaster Ciprico 1 / 2 inch tape controller, Sky Floating Point Processor dan Systech 16 port Terminal Interface untuk mengkonfigurasi sistem sebagai workstation atau server . Vendor workstation lain yang menggunakan basis desain Multibus termasuk HP / Apollo dan Silicon Graphics IRIS.
 BUS PC- IBM (PC/XT) 
  "IBM Personal Computer XT, model IBM 5160, adalah mesin yang disempurnakan yang dirancang untuk penyimpanan disket dan hard drive diperkenalkan dua tahun setelah pengenalan "IBM Personal Computer". Desain ini mempunyai delapan slot ekspansi dan hard disk sebesar 10 MB (kemudian versi 20 MB). Berbeda dengan PC 5150 model, model XT 5160 tidak lagi memiliki jack kaset. XT mengambil 256 Kbit memori pada main board (menggunakan 64 DRAM Kbit) kemudian model tersebut dapat ditingkatkan menjadi 640 KBit.Produk ini biasanya dijual dengan video card Monochrome Display Adapter (MDA).  Prosesornya adalah 4,77 MHz Intel 8088 dan perluasan bus 8-bit Industri Standard Architecture (ISA) dengan arsitektur bus XT.Slot ekspansi XT ditempatkan berdekatan berbeda dengan PC yang asli, hal ini dikarenakan case XT dan mainboard tidak kompatibel dengan model case  5150 dengan  mainboard. Microprocessor 8088 didukung oleh beberapa chip pendukung agar dapat berfungsi sebagai satu kesatuan yang utuh. Chip pendukung tersebut antara lain terdiri dari : Clock Generator 8284, Programable Interupt Controller (PIC) 8259, Programable Peripheral Interface (PPI) 8255, Programable Interval Timer (PIT) 8253, Direct Memory Access (DMA) 8237.

 BUS ISA (PC/AT) 
Bus ISA dikembangkan oleh sebuah memimpin tim oleh Mark Dean di IBM sebagai bagian dari IBM PC proyek pada tahun 1981. Bus ini merupakan bus dengan sistem 8-bit dan diperpanjang pada tahun 1983 untuk arsitektur system XT. Standar 16-bit yang lebih baru, IBM AT bus, diperkenalkan pada tahun 1984. Pada tahun 1988, produsen IBM PC Gang of  Nine mengajukan 32-bit EISA standar dan dalam prosesnya berganti nama menjadi bus AT untuk "ISA" untuk menghindari pelanggaran  merek dagang IBM pada PC-nya / komputer AT.  IBM merancang-bit versi 8 sebagai antarmuka buffered ke bus eksternal dari Intel 8088 (16 / 8 bit) CPU yang digunakan dalam IBM PC asli dan PC / XT, dan versi 16-bit sebagai upgrade untuk bus eksternal dari Intel 80286 CPU yang digunakan dalam IBM AT. Oleh karena itu, bus ISA sinkron dengan clock CPU, sampai metode buffer canggih dikembangkan dan dilaksanakan oleh chipset untuk interface ISA agar CPU lebih cepat. Konektor slot ISA biasanya berwarna hitam (yang membedakannya dari konektor EISA coklat dan putih konektor PCI).  PC / AT-bus adalah computer 16 - bit (atau 80286 -) versi PC / bus XT yang diperkenalkan dengan nama IBM PC / AT , secara resmi disebut I / O Channel oleh IBM. Versi ini semakin memperluas XT-bus dengan menambahkan konektor tepi kedua lebih pendek yang sejalan dengan konektor XT 8-bit, yang tidak berubah, dengan tetap mempertahankan kompatibilitas dengan kartu 8-bit nya.
Bus ISA (Industry Standard Architecture) adalah sebuah bus PC/AT (16 bit) yang beroperasi pada 8,33 MHz Komputer tersusun atas beberapa komponen penting seperti CPU, memori, perangkat I/O. Sistem bus adalah penghubung bagi keseluruhan komponen komputer dalam menjalankan tugasnya. Kumpulan lintasan atau saluran berbagai modul disebut struktur interkoneksi. Rancanagan struktur interkoneksi sangat bergantung pada jenis dan karakteristik pertukaran datanya. Secara umum fungsi saluran bus dikatagorikan dalam tiga bagian, yaitu saluran data, saluran alamat dan saluran kontrol.

BUS EISA (80386)
Extended Industry Standard Architecture (EISA) adalah standar bus untuk  komputer IBM .Seri ini diumumkan pada tahun 1988-an oleh vendor PC clone  (yang termasuk pada Gang of  Nine )sebagai counter untuk kita gunakan IBM yang berbasis MicroChannel Arsitektur (MCA) dan PS / 2 seri.
EISA jauh lebih disukai oleh produsen karena sifat alami dari MCA, dan bahkan IBM menghasilkan beberapa mesin pendukungnya. Perangkat ini agak mahal untuk diterapkan (meskipun tidak sebanyak MCA), sehingga ia tidak pernah menjadi sangat populer di PC desktop. Namun, hal ini cukup berhasil di pasar server, karena ia lebih cocok untuk tugas intensif  bandwidth  (seperti akses disk dan jaringan).
Bus EISA pada dasarnya adalah versi 32-bit dari bus ISA yang biasa. Tidak seperti MCA dari IBM yang benar-benar baru (arsitektur serta desain slotnya), pengguna masih dapat menggunakan kartu ISA 8-bit atau 16-bit yang lama ke dalam slot EISA, sehingga hal ini memiliki nilai tambah: kompatibilitas ke belakang (backward compatibility). Seperti halnya bus MCA, EISA juga mengizinkan konfigurasi kartu EISA secara otomatis dengan menggunakan perangkat lunak, sehingga bisa dibilang EISA dan MCA adalah pelopor "plug-and-play", meski masih primitif.
Bus EISA menambahkan 90 konektor baru (55 konektor digunakan untuk sinyal sedangkan 35 sisanya digunakan sebagai ground) tanpa membuat slot ISA 16-bit berubah. Sekilas, slot EISA 32-bit sangat mirip dengan slot ISA 16-bit. Tapi, berbeda dari kartu ISA yang hanya memiliki satu baris kontak, kartu EISA memiliki dua baris kontak yang bertumpuk. Baris pertama adalah baris yang digunakan oleh ISA 16-bit, sementara baris kedua menambahkan bandwidth menjadi 32-bit. Karenanya, kartu ISA yang lama masih dapat bertahan meskipun berganti motherboard. Meski kompatibilitas ini merupakan sesuatu yang bagus, ternyata industri kurang begitu meresponsnya. Akhirnya, fitur-fitur EISA pun ditangguhkan untuk mengembangkan bus I/O yang baru, yang disebut dengan VESA Local Bus (VL-Bus).
Bus EISA dapat menangani data hingga 32 bit pada kecepatan 8,33 MHz, sehingga transfer rate maksimum yang dapat dicapainya adalah 33 MByte/detik. Timing (latency) EISA juga berpengaruh pada kecepatan transfer data pada kartu EISA. Ukuran dimensi fisik slotnya (panjang, lebar, tinggi) adalah 333,5 milimeter, 12,7 milimeter, 127 milimeter.

MICROCHANNEL (PS/2)
Microchanel atau Bus MCA (Micro Channel Architecture) adalah sebuah bus I/O ber-bandwidth 32-bit yang digunakan dalam beberapa komputer mikro. Bus ini dibuat oleh IBM yang ditujukan untuk menggantikan bus ISA 8-bit/16-bit yang lambat, selain tentunya untuk menghadapi masalah bottleneck yang terjadi akibat kecepatan prosesor yang semakin tinggi tapi tidak diimbangi dengan kecepatan bus I/O.
Kebutuhan terhadap sebuah bus I/O yang lebih cepat datang akibat bus ISA mengalami bottleneck. Prosesor Intel 80386DX merupakan prosesor 32-bit yang dapat mentransfer data hingga 32 bit dalam satu waktunya, tapi ISA hanya dapat mentransfer 16 bit saja. Daripada menambahkan pin lagi terhadap bus ISA, IBM memutuskan untuk membuat sebuah bus baru, yang kemudian menjadi bus MCA.
Sistem MCA juga menawarkan perubahan lainnya: pengguna dapat menancapkan kartu MCA ke dalam slotnya tanpa harus mengubah-ubah setting jumper untuk menentukan sumber daya yang hendak digunakan (IRQ Channel, DMA Channel, atau memory base address).
MCA memiliki dua jenis disket untuk konfigurasi perangkat keras: Option Disk dan Reference Disk. Reference Disk merupakan disket yang datang sistem komputer yang mengintegrasikan bus MCA, sementara Option Disk datang dengan kartu MCA yang bersangkutan. Setelah kartu dipasang, pengguna tinggal menginstalasikan berkas-berkas dari Option disk ke dalam Reference Disk.

BUS PCI
PCI atau kepanjangan dari Peripherals Component Interconnect. Bus PCI tidak tergantung prosesor dan berfungsi sebagai bus peripheral. Bus ini memiliki kinerja tinggi untuk sistem I/O berkecepatan tinggi. Bus ini berjalan pada kecepatan 33 MHz dengan lebar lajur 32-bit. Bus ini ditemukan pada hampir semua komputer PC yang beredar, dari mulai prosesor Intel 486 karena memang banyak kartu yang menggunakan bus ini, bahkan hingga saat ini. Bus ini dikontrol oleh chipset pengatur memori (northbridge, Intel MCH) atau Southbridge (Intel ICH, atau NVIDIA nForce MCP).
Bus tersebut juga digunakan dalam banyak komputer lain, seperti SUN, untuk memanfaatkan perangkat I/O sekala luas yang menggunakan antar muka PCI. Dalam kasus beberapa prosesor, seperti Compaq Alpha, sirkuit bridge PCIprocessor dibangun pada chip prosesor tersebut, sehingga lebih menyederhanakan desain sistem dan pengepakan.
Versi extended 32-bit-nya dikenal sebagai bus EISA. Bus lain yang dikembangkan pada tahun delapan puluhan dengan kemampuan serupa adalah Microchannel yang digunakan dalam IBM PC dan NuBus yang digunakan dalam komputer Macintosh. PCI dikembangkan sebagai bus low-cost yang sangat processor dipendent. Desainnya mengantisipasi tuntutan bandwidth bus yang berkembang sangat cepat untuk mendukung disk high-speed dan perangkat grafik dan video, dan juga kebutuhan khusus terhadap sistem multi processor. Akibatnya, PCI masih populer sebagai standar industri hampir satu dekade setelah diperkenalkan pertama kali pada tahun 1992. Fitur penting yang dirintis oleh PCI adalah kemapuan Plug-and-Play untuk menghubungkan perangkat I/O. untuk menghubungkan perangkat baru, user cukup menghubungkan board antar muka perangkat ke bus tersebut. Software menangani bagian selanjutnya. Kita akan membahas bus ini setelah kita mendeskripsikan bagaimana bus PCI beroperasi. Bus mendukung tiga ruang alamat mandiri:memory, I/O, dan konfigurasi. Dua yang pertama adalah self explanatory. Ruang alamat I/O dimaksudkan untuk penggunaan dengan prosesor, seperti pentium, yang memiliki ruang alamat I/O terpisah. Bus PCI telah mendapatkan popularitas yang luar biasa dalam dunia PC.

BUS SCSI
Standar bus SCSI telah menga;ami banyak revisi, dan kemampuan tranasfer data telah meningkat sangat besar, hampir dua kali setiap tahun. SCSI-2 dan SCSI-3 telah didefinisikan dan masing-masing memiliki beberapa opsi. Bus SCSI memiliki 8 jalur data yang disebut narrow bus dan mentransfer data 1 byte pada satu waktu. Sebagai alternatif, bus wide SCSI memiliki 16 jalur data dan mentransfer data 16 bit pada satu waktu. Terdapat pula beberapa opsi untuk skema signaling elektrik yang digunakan. Bus dapat menggunakan transmisi single-endeed (SE), dimana tiap sinyal menggunakan satu wire, dengan commond ground return untuk semua sinyal. Dalam opsi lain, digunakan signaling diferensial dimana disediakan return wire terpisah tiap sinyal. Konektor SCSI memilki 50, 68, atau 80 pin. Kecepatan transfer maksimum dakan oerabfkat komersial tersedia bervariasi dari 5 Mb/det. Versi tebaru dari standar tersebut dimaksudkan untuk mendukung kecepatan transfer hingga 320 Mb/det, dan 640 Mb/det diantisipasi kemudian. Kecepatan transfer maksimum pada bus tertentu sering merupakan fungsi panjang kabel dan jumlag perangkat yang dihubungkan, deangan kecepatan lebih tinggi untuk kabel yang lebih pendek dan perangkat yang lebih sedikit. Untuk mencapai kecepatan transfer data puncak, panjang bus biasanya dibatasi hingga 1,6 m untuk signaling SE dan 12 m untuk signaling LVD (Low Voltage Differential). Akan tetapi proses sering menyediakan bus expander khusus untuk menghubungkan perangkat yang lebih jauh letaknya. Kapasitas maksimum bus adalah 8 perangkat untuk narrows dan 16 perangkat untuk wide bus.

NUBUS (MACINTOSH)
NuBus adalah 32-bit parallel bus komputer, awalnya dikembangkan di MIT sebagai bagian dari proyek NuMachine workstation. Pelaksanaan lengkap pertama dari NuBus dan NuMachine itu dilakukan melalui Western Digital untuk NuMachine mereka, dan untuk Lisp Mesin Inc PML-Lambda. NuBus kemudian dimasukkan dalam produk oleh Texas Instruments ( Explorer ), Apple Computer dan NeXT. Namun perangkat ini tidak lagi banyak digunakan di luar pasar embedded.
Agar pemilihan driver device benar, NuBus menyertakan sebuah skema ID yang mengijinkan kartu untuk mengidentifikasin dirinya ke komputer host selama startup. Hal ini berarti bahwa pengguna tidak harus mengkonfigurasikn sistem sifat sistem bus sampai titik ini. Sebagai contoh, dengan ISA driver harus dikonfigurasikan tidak hanya untuk kartu, tapi juga berapa memori yang diperlukannya, interupsi yang digunakan, dan sebagainya. NuBus tidak memerlukan konfigurasi, membuatnya menjadi contoh arsitektur plug-and-play yang pertama.

USB
USB (Universal Serial Bus). Bus ini dikembangkan oleh tujuh vendor komputer, yaitu Compaq, DEC, IBM, Intel, Microsoft, NEC, dan Northern Telecom. Bus ini ditujukan bagi perangkat yang memiliki kecepatan rendah seperti keyboard, mouse, dan printer karena tidak akan efisien jika perangkat yang berkecepatan rendah dipasang pada bus berkecepatan tinggi seperti PCI. Keuntungan yang didapat dari bus USB antara lain : tidak harus memasang jumper, tidak harus membuka casing untuk memasang peralatan I/O, hanya satu jenis kabel yang digunakan, dapat mensuplai daya pada peralatan I/O, tidak diperlukan reboot.
USB didesain untuk memenuhi beberapa tujuan utama:
1.      Menyediakan sistem interkoneksi yang sederhana, low-cost, dan mudah digunakan yang dapat megatasi kesulitan karena terbatasnya jumlah port I/O pada suatu komputer.
2.      Mengakomodasi karakteristik transfer data skala luas untuk perangkat I/O, termasuk koneksi telepon dan internet.
3.      Meningkatkan kenyamanan user melalui mode operasi plug-and-play.
USB beroperasi secara ketat pada basis polling. Suatu perangkat mengirim pesan hanya sebagai respon terhadap pesan poll dari host. Karenanya pesan upstream tidak menghadapi konflik atau saling mengganggu satu dengan yang lain, sehingga tidak ada dua perangkat yang dapat mengirim pesan pada saat yang sama. Batasan ini memungkinkan Hub menjadi perangkat low-cost yang sederhana. Semua informasi yang ditransfer melalui USB diatur didalam paket, dimana satu paket terdiri dari satu atau lebih byte informasi. Terdapat banyak tipe paket yang melakukan berbagai fungsi kontrol. Kita mengilustrasikan operasi USB dengan memberikan beberapa contoh tipe paketutama dan menunjukan bagaimana paket tersebut digunakan.

FIREWIRE
FireWire memiliki dua versi, yaitu FireWire 400 (IEEE 1394a) dan FireWire 800 (IEEE 1394b). FireWire 400 mampu mentransfer data antar computer atau dengan perangkat keras lainnya sampai dengan 400 Mb/s (sekitar 50 MB/s). Dengan bandwidth yang tinggi, jarak yang jauh, dan bus yang bertenaga, FireWire ini cocok digunakan pada harddisk, kamera digital, handycam, dan perangkat elektronik multimedia lainnya. Sedangkan FireWire 800 menyediakan koneksi kecepatan tinggi dan bandwidth yang digunakan untuk multiple-stream, mendekode video digital, and menghapus noise, dan audio digital dengan resolusi tinggi. FireWire ini memungkinkan kefleksibelan dengan kabel yang jauh dan berbagai pengaturan yang tidak ada pada USB.
 Firewire juga dikenal dengan sebutan Bus 1394. Bus ini memiliki kecepatan diatas SCSI dan PCI. Kelebihan bus ini selain sangat cepat yaitu murah dan mudah untuk diimplementasikan. Bus ini tidak hanya popular untuk perangkat computer tetapi juga perangkat elektronik seperti camera digital, VCR dan televisi.

BUS VME
VME bus adalah sebuah arsitektur computer, istilah VME adalah singkatan dari VERSAmodule Eurocard dan didefinisikan pertama kalinya oleh suatu grup manufaktur pada tahun 1980. Grup ini terdiri dari motorola, mostek dan signetics yang bekerja sama mendefinisikan standard VMEbus. Istilah ‘bus’ adalah istilah generik yang menggambarkan saluran data pada computer dan oleh karena itu disebut VMEbus
 Arsitektur VMEbus telah diisi dengan definisi bus baru yang independent terhadap prosesor mikro, dengan mudah untuk meningkatkan dari 16 ke 32 bit saluran data, diimplementasikan oleh standard mekanik yang handal serta memungkinkan vendor yang independent untuk membuat produk yang kompatibel.
 Ada beberapa alasan mengapa VMEbus diciptakan. Pada saat itu bila seseorang ingin membeli komputer, dia harus membeli pada suatu daftar perusahaan yang termasuk didalamnya control data, cray research, data general, digital equipment, IBM, sperry-univac dan beberapa perusahaan lainnya, perusahaan-perusahaan ini membuat komputer yang besar dan mahal harganya, dan komputer ini disebut sebagai mainframes dan minicomputer.

BUS CAMAC
Computer Automated Measurement And Control (CAMAC) adalah standar bus untuk akuisisi data dan kontrol yang digunakan dalam nuklir dan fisika partikel eksperimen dan industri. Bus ini memungkinkan pertukaran data antara plug-in modul (sampai 24 dalam satu crate) dan controller crate , yang kemudian di-interface-kan ke PC atau ke-CAMAC antarmuka VME.
Standar ini awalnya ditentukan oleh Komite ESONE  sebagai standar EUR 4100 pada tahun 1972  meliputi listrik, dan logika mekanik bus parallel untuk plug-in modul.  Beberapa standar yang telah didefinisikan untuk sistem multiple crate termasuk Paralel Branch Highway dan Serial Highway. Vendor antarmuka Host/Crate juga telah dibangun.

PERKEMBANGAN BUS SISTEM SELALU ADA YANG BARU
Perusahan (vendor) perangkat pembangun sebuah computer pasti selalu menciptakan inovasi-inovasi baru untuk bersaing dengan perusahaan vendor lainnya yang membangun perangkat yang sama atau bahkan lebih baik dari vendor lain. Persaingan untuk memunculkan produk yang terbaik inilah yang pada akhirnya mengembangkan sebuah inovasi baru yang menyebabkan perkembangan bus system baik pada kecepatan akses, hingga penampilan yang semakin modis, simple dan artistic.
Bus sistem terhubung dengan motherboard. Bus ini dirancang sesuai dengan spesifikasi CPU. Teknologi prosesor menentukan ukuran bus sistem. Pada saat yang sama, teknologi sistem bus berkembang untuk meningkatkan traffic (kecepatan lalu lintas data) pada sebuah motherboard. Bus sistem yang semakin cepat memerlukan komponen-komponen elektronik lainnya yang semakin cepat juga. Kecepatan bus sistem mengikuti batas kecepatan CPUnya. Hal ini lah yang menyebabkan selalu ada yang baru pada perkembangan bus system.
  
Source : dari berbagai sumber .. :)

2 komentar: