Peripheral Component Interconnect(PCI)

  Peripheral Component Interconnect(PCI)

Perkembangan teknologi informasi beberapa tahun belakangan ini berkembang dengan kecepatan yang sangat tinggi, sehingga dengan perkembangan ini telah mengubah paradigma masyarakat dalam mencari dan mendapatkan informasi, yang tidak lagi terbatas pada informasi surat kabar, audio visual dan elektronik, tetapi juga sumber-sumber informasi lainnya yang salah satu diantaranya melalui jaringan Internet. Internet tidak lepas dari peranan komputer. Suatu sistem komputer,seperti juga sistem apapun terdiri dari perangkat komponen-komponen yang berinterelasi. Sistem ini paling baik dicirikan dengan istilah struktur-cara komponen-komponen dihubungkan satu sama lain, contohnya Peripheral Componen Interconnect(PCI). Pheripheral Component Interconnect (PCI) merupakan bus yang tidak tergantung prosessor berbandwidth tinggi yang dapat berfungsi sebagai bus peripheral atau bus mezzanine. PCI memberikan system yang lebih baik bagi subsistem I/O berkecepatan tinggi.. PCI dirancang untuk mendukung bermacam-macam konfigurasi berbasis microprocessor, baik system microprocessor tunggal maupun jamak. PCI memanfaatkan timing sinkron dan pola arbitrasi tersentralisasi.

A. Struktur Bus

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

·         System pins: meliputi pin waktu dan reset

·         Address dan data : meliputi 32 saluran yang time multiplexed bagi alamat dan data. Saluran lainya untuk menginterpretasi dan mevalidasi saluran-saluran signal yang membawa alamat dan data

·         Interface Control: Mengontrol timing transaksi dan mengkoordinasikan antara inisiator dan target

·         Arbitration: Masing-masing master PCI memiliki pasangan saluran arbitrasinya sendiri yang menghubungkannya secara langsung dengan arbiter bus PCI

·         Error repots : Melaporkan error parity dan eror lainnya.

PCI saluran bus

ü  Interupt pins : Saluran signal ini disediakan bagi perangkat-perangkat PCI yang harus menghasilkan request untuk layanan. Pin-pin ini pun bukan saluran yang dapat dipakai bersama, melainkan masing-masing PCI memilih saluran interrupt ke pengontrol interrupt

ü  Cache Support : Diperlukan untuk mendukung memori pada PCI yang dapat di cache kan di dalam prosesor

ü  64 bit Bus Extension : Meliputi 32 saluran yang merupakan time-multiplexed bagi alamat dan data dan dikombinasikan dengan saluran alamat/data untuk membentuk bus alamat/data 64 bit. Saluran lainnya di dalam kelompok ini digunakan untuk menginterpretasi dan memvalidasi saluran-saluran signal yang membawa alamat dan data. Terakhir terdapat dua saluran yang memungkinkan dua buah perangkat PCI untuk menyetujui penggunaan kemampuan 64 bit

ü  JTAG/Boundary Scan : Saluran signal untuk pengujian prosedur-prosedur yang ditentukan dalam standard 149.1.IEEE.

B. Perintah-perintah PCI

1. Interrupt Acknowledge

Adalah perintah baca yang ditujukan bagi perangkat yang berfungsi sebagai pengotrol interrupt pada bus PCI.

2. Special Cycle

Digunakan oleh inisiator untuk melakukan broadcast pesan ke sebuah target atau lebih.

3. I/O Read dan I/O write

Digunakan untuk melakukan transfer data antara inisiator dengan pengontrol I/O.

4. Memori read dan write

Digunakan untuk menspesifikasikan transfer data, yang menempati satu siklus waktu atau lebih.

5. Memory Write and Invalidate

Mentransfer data dalam satu siklus waktu atau lebih ke memori. Selain itu, perintah ini menjamin bahwa sedikitnya satu saluran cache akan ditulis. Perintah ini mendukung fungsi cache tentang penulisan kembali saluran ke memori.

6. Configuration Read dan Write

Kedua perintah konfigurasi memungkinkan suatu master membaca dan meng-update parameter-parameter konfigurasi pada perangkat yang terhubung ke PCI.

7. Dual Address

Digunakan oleh inisiator untuk menunjukkan bahwa inisiator memakai pengalamatan 64 bit.

C. Operasi Baca PCI

Sekali master bus telah memperoleh control bus, maka master bus akan memulai transaksi dengan menegaskan FRAME. Saluran ini akan tetap ditegaskan sampai inisiator siap untuk menyelesaikan fase data yang terakhir. Inisiator juga menaruh alamat awal pada bus alamat, dan membaca perintah pada saluran C/BE.

Inisiator berhenti mengendalikan bus AD. Siklus balik (yang ditandai oleh dua buah panah sikular) diperlukan pada semua saluran signal yang akan dikendalikan oleh lebih dari sebuah perangkat, sehingga penurunan signal alamat akan mempersiapkan bus untuk dipakai oleh perangkat target. Inisiator mengubah informasi pada saluran C/BE untuk memilih saluran AD yang akan digunakan untuk melakukan transfer data beralamat (dari 1 hingga 4 bit). Inisiator juga menegaskan IRDY untuk menandakan bahwa dirinya siap untuk butir data pertama. Target yang terpilih menunjuk DEVSEL untuk menunjukkan bahwa target telah mengetahui alamatnya dan akan memberikan respon. Target yang terpilih menempatkan data yang diminta pada saluran AD dan menegaskan TRDY untuk mengindikasikan bahwa data yang valid terdapat pada bus. Inisiator membaca data pada awal waktu ke-4 dan mengubah salurah enable byte begitu diperlukan dalam persiapan pembacaan berikutnya. Dalam contoh ini, target membutuhkan beberapa saat untuk mempersiapkan blok kedua untuk transmisi. Karena itu target melepaskan TRDY untuk memberi signal kepada inisiator bahwa tidak akan terdapat data baru selama siklus berikutnya. Kemudian inisiator tidak akan membaca saluran data pada awal siklus waktu ke-5 dan tidak mengubah byte enable selama siklus itu. Blok data dibaca pada awal waktu ke-6. Selama waktu ke-6, target menempatkan butir data ketiga pada bus. Namun dalam contoh ini, inisiator belum siap untuk membaca butir data (misalnya inisiator mempunyai kondisi penuh buffer sementara). Karena itu inisiator melepaskan IRDY. Hal ini akan menyebabkan target untuk menyediakan butir data ketiga pada bus siklus waktu tambahan. Inisiator mengetahui bahwa transfer data ketiga adalah terakhir, karena itu inisiator melepaskan FRAME untuk memberikan signal bahwa dirinya siap untuk menyelesaikan transfer tersebut. Inisiator melepaskan IRDY, yang mengembalikan bus ke keadaan idle, dan target melepaskan TRDY dan DEVSEL.

D. Arbitrasi PCI

PCI memanfaatkan pola arbitrasi sentral dan sinkron yang masingmasing masternya memiliki request unik (REQ) dan signal grant (GNT). Saluran-saluran signal ini dihubungkan dengan arbitrer sentral dan request grant handshake sederhana digunakan untuk memberikan akses ke bus.

Gambar. Arsitektur BUS PCI pada PC

E. Kecepatan Bus PCI

Kecepatan bus PCI dapat diatur sehingga synchronous atau asynchronous, tergantung pada chipset dan motherboard. Dalam synchronized setup, bus PCI beroperasi pada setengah kecepatan memori bus; karena memori bus biasanya beroperasi pada 50, 60 atau 66 MHz, PCI bus akan beroperasi pada 25, 30 atau 33 MHz. Dalam asynchronous setup kecepatan PCI bus dapat diatur secara independen dari memori bus. Ini biasanya dilakukan dengan mengatur jumper pada motherboard atau setting BIOS overcloking pada sistem bus di PC yang menggunakan synchronous PCI.

F. PCI Bus Mastering

Bus mastering adalah kemampuan peralatan pada bus PCI untuk mengontrol bus dan melakukan transfer secara langsung. Bus PCI adalah bus pertama yang mem-populerisasikan bus mastering, mungkin karena untuk pertama kalinya ada sistem operasi dan software yang mampi mengambil keuntungan darinya. PCI mendukung full device bus mastering dan menyediakan bus arbitration facilities melalui sistem chipset. PCI design 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 bus secara penuh jika tidak ada peralatan lain yang memerlukan transfer. Secara tidak langsung bus PCI bertindak seperti sebuah LAN mini di dalam komputer, yang di dalamnya banyak peralatan dapat saling berkomunikasi satu sama lainnya dan berbagi channel komunikasi yang diatur oleh chipset.

G. Transfer Data

Setiap transfer data pada bus PCI merupakan transaksi tunggal yang terdiri dari sebuah fase alamat dan satu atau lebih fase data. Gambar di bawah ini menjelaskan timing transaksi pembacaan PCI.

Gambar : Transfer Data PCI

Keterangan:

Semua kejadian disinkronisasikan dengan transisi balik pewaktu, yang terjadi di tengah-tengah pada setiap siklus waktu. Perangkat bus mencontohkan saluran bus pada ujung yang naik pada awal siklus bus.

H. Perkembangan PCI

Spesifikasi bus PCI pertama kali dirilis pada bulan Juni 1992, sebagai PCI vesi 1.0.

·         PCI 1.0 Juni 1992 Spesifikasi asli PCI, yang memiliki lebar bus 32-bit atau 64-bit

·         PCI 2.0 April 1993 Spesifikasi ini mendefinisikan jenis konektor dan papan ekspansi

·         PCI 2.1 Juni 1995 Operasi 66 MHz diberlakukan; Perubahan pada latency; Adanya fungsi transaction ordering

·         PCI 2.2 Januari 1999 Fitur manajemen daya diberlakukan; Ada beberapa klarifikasi mekanika

·         PCI-X 1.0 September 1999 Spesifikasi PCI-X 133 MHz, sebagai tambahan bagi versi PCI 2.2

·         Mini-PCI November 1999 Spesifikasi PCI 2.2 untuk motherboard dengan form factor yang kecil (Micro-ATX)

·         PCI 2.3 Maret 2002 Pensinyalan 3.3 Volt; Penggunaan kartu yang bersifat low-profile

·         PCI-X 2.0 Juli 2002 Modus kerja 266 MHz dan 533 MHz; dukungan terhadap pembagian bus 64-bit menjadi segmen-segmen berukuran 16-bit atau 32-bit; Pensinyalan 3.3 Volt atau 1.5 Volt.

·         PCI Express 1.0 Juli 2002 PCI dengan cara transmisi serial, dengan kecepatan 2500Mb/s tiap jalur transmisi tiap arah, menggunakan pensinyalan 0.8 Volt, sehingga menghasilkan bandwidth kira-kira 250MB/s tiap jalurnya; Didesain untuk menggantikan PCI 2.x dalam sistem PC

PCI Ekspress

PCI Express (PCI-E/PCIex) adalah slot ekspansi module, di desain untuk menggantikan PCI bus yang lama. Banyak Motherboard mengadopsi PCI express dikarenakan PCI Express memiliki transfer data yang lebih cepat, terutama untuk keperluan grafis 3D. Slot ini memiliki kecepatan 1x, 2x, 4x, 8x, 16x and 32x, tidak seperti PCI biasa dengan sistem komunikasi paralel. PCI Express menggunakan sistem serial dan mampu berkomunikasi 2 kali (tulis/baca) dalam satu rute clock.

I. Kesimpulan

PCI dirancang untuk mendukung bernacam-macam konfigurasi berbasis mikroprosesor, baik system mikroprosesor tunggal maupun banyak. PCI ini memanfaatkan sinkron danm pola arbitrasi tersentralisasi. System perintah-perintah yang ada di PCI biasanya aktivitas bus terjadi dalam bentuk transaksi sebuah inisiator,atau master,dengan sebuah target. Kertika memperoleh control bus, master bus menentukan jenis transaksi yang akan terjadi berikutnya. Untuk interrupt Acnowledge adalah sebuah perintah baca yang ditunjukkan bagi perangkat yang berfungsi sebagai pengontrol interrupt indetifier untuk dikembalikan. PCI berbasis pada local bus yang cepat. Pada perkembangannya, PCI diadopsi menjadi standar industri di bawah administrasi dari PCI Special Interest Group, yang kemudian definisi dari PCI diperluas menjadi konektor standa interface bus /slot ekspansi.PCI mempunyai interface sebesar 64 bit dan mengimpelentasikan lebar jalur 32 bit untuk bus data dan alamat (bandingkan dengan ISA ,16 bit). PCI ialah bus dengan arsitektur sinkronous, yakni bus dimana semua transfer data dijalankan secara relatif bersamaan terhadap pulsa detak sistem. PCI mendukung mekanisme auto-configuration dimana setiap piranti PCI terdapat sekelompok register konfigurasi yang memungkinkan identifikasi/pengenalan akan jenis piranti seperti SCSI , Video, Ethernet dan lainnya.

Pada transfer data perintah-perintah memory read dan write digunakan untuk menspesifikasikan transfer data yang menempati satu sikus waktu atau lebih. Perintah ini tergantung pada apakah pengontrol memory pada Bus PCI mendukung protocol PCI untuk transfer antara memory dengan cache atau tidak.

Mengenai perkembangan PCI dari tahun ketahun, PCI semakin berkembang dengan pesat apalagi sekarang ini yang lebih pasaran kita kenal adalh PCI Exspres yang kualitasnya lebih bagus dari PCI PCi sebelumnya. PCI keluar pada tahun 1990 berbasis Pentium diterapkan pertama kali oleh Intel. Intel menerbitkan semua patent bagi domain public dan mempromosikan pembuatan himpunan industry, PCI SIG, untuk pembuatan lanjut dan memelihara kompatibilitas spesifikasi PCI. Teernyata PCI dapat diterima secara luas dan penggunaannya pada komputer pribadi, wprkstation semakin meningkat. Pada tahun 1993 PCI 2.0 dapat diterbitkan. Karena spesifikasinya berada didomain public dan didukung oleh industry microprosesor dan peripheral secara luas.

J. Referensi

ü  Mari Belajar, http://blogs.unpas.ac.id/randyprasmaraenru/pci-2/, diakses pada 2 April 2014.

ü  Yusuf Aji Wibowo’s blogspot, http://blog.ub.ac.id/ucupucup/2012/03/18/pci-bus/, diakses pada 2 April 2014.

ü  Teknik Komputer, http://nuraeniarifin.blogspot.com/2012/10/pci.html, diakses pada 2 April 2014.

ü  Nurul Habiiby, http://ns2imah.blogspot.com/2008/06/pci-dan-perkembangannya.html, diakses pada 2 April 2014.

ü  Belajar Service, https://belajarservice.wordpress.com/tutorial/komputer/detail-komponen/sistem-bus/, diakses pada 2 April 2014.

ü  http://naitania.blogspot.com/2010/10/pengertian-pci-peripheral-component.html, diakses pada 2 April 2014.

ü  http://wwwxfancomp.blogspot.com/2012/07/pengertian-pci-express-dan-fungsinya.html, diakses pada 2 April 2014.

ü  http://id.wikipedia.org/wiki/PCI_Express, diakses pada 2 April 2014.