Struktur Modul I/O (interface lanjutan)

Struktur Modul I/O

--Antarmuka modul I/O ke CPU melalui bus sistem komputer terdapat tiga saluran
 Saluran data
 Saluran alamat
 Saluran kontrol.

--Bagian terpenting adalah blok logika I/O yang berhubungan dengan semua peralatan antarmuka peripheral, terdapat fungsi pengaturan dan switching pada blok ini

>>I/O Terpogram
Data saling dipertukarkan antara CPU dan modul I/O.
CPU mengeksekusi program yang memberikan operasi I/O kepada CPU
secara langsung
 Pemindahan data
 Pengiriman perintah baca maupun tulis
 Monitoring perangkat

>Kelemahan :
CPU akan menunggu sampai operasi I/O selesai dilakukan modul I/O sehingga akan membuang waktu, CPU lebih cepat proses operasinya.
Dalam teknik ini, modul I/O tidak dapat melakukan interupsi kepada CPU terhadap proses – proses yang diinteruksikan padanya.
Seluruh proses merupakan tanggung jawab CPU sampai operasi lengkap dilaksanakan

>>Klasifikasi Perintah I/O

1. Perintah control.
Perintah ini digunkan untuk mengaktivasi perangkat peripheral dan memberitahukan tugas yang diperintahkan padanya.
2. Perintah test.
Perintah ini digunakan CPU untuk menguji berbagai kondisi status modul I/O dan peripheralnya. CPU perlu mengetahui perangkat peripheralnya dalam keadaan aktif dan siap digunakan, juga untuk mengetahui operasi operasi I/O yang dijalankan serta mendeteksi kesalahannya.
3. Perintah read.
Perintah pada modul I/O untuk mengambil suatu paket data kemudian menaruh dalam buffer internal. Proses selanjutnya paket data dikirim melalui bus data setelah terjadi sinkronisasi data maupun kecepatan transfernya.

4. Perintah write.
Perintah ini kebalikan dari read. CPU memerintahkan modul I/O untuk mengambil data dari bus data untuk diberikan pada perangkat peripheral tujuan data tersebut.

>>Memory-mapped I/O
Terdapat ruang tunggal untuk lokasi memori dan perangkat I/O.
CPU memperlakukan register status dan register data modul I/O sebagai lokasi memori dan menggunakan instruksi mesin yang sama untuk mengakses baik memori maupun perangkat I/O.
Konskuensinya adalah diperlukan saluran tunggal untuk pembacaan dan saluran tunggal untuk penulisan.
Keuntungan memory-mapped I/O adalah efisien dalam pemrograman, namun memakan banyak ruang memori alamat

>>Isolated I/O
Dilakukan pemisahan ruang pengalamatan bagi memori dan ruang pengalamatan bagi I/O.
Dengan teknik ini diperlukan bus yang dilengkapi dengan saluran pembacaan dan penulisan memori ditambah saluran perintah output.
Keuntungan isolated I/O adalah sedikitnya instruksi I/O

>>Interrupt – Driven I/O Cara kerja teknik interupsi di sisi modulI/O  Modul I/O menerima perintah, misal read.  Modul I/O melaksanakan perintah pembacaan dari peripheral dan meletakkan paket data ke register data modul I/O  Modul mengeluarkan sinyal interupsi ke CPU melalui saluran kontrol.  Modul menunggu datanya diminta CPU. Saat permintaan terjadi  Modul meletakkan data pada bus data  Modul siap menerima perintah selanjutnya

>>Interrupt
 Pengolahan interupsi saat perangkat I/O telah menyelesaikan sebuah operasi I/O :
 Perangkat I/O akan mengirimkan sinyal interupsi ke CPU.
 CPU menyelesaikan operasi yang sedang dijalankannya kemudian d merespon interupsi.
 CPU memeriksa interupsi tersebut, kalau valid maka CPU akan d mengirimkan sinyal acknowledgment ke perangkat I/O untuk d menghentikan interupsinya.
 CPU mempersiapkan pengontrolan transfer ke routine interupsi. Hal yang dilakukan adalah menyimpan informasi yang diperlukan untuk melanjutkan operasi yang tadi dijalankan sebelum adanya interupsi. Informasi yang diperlukan berupa:
• Status prosesor, berisi register yang dipanggil PSW (program status word).
• Lokasi intruksi berikutnya yang akan dieksekusi.Informasi tersebut kemudian disimpan dalam stack pengontrol sistem.