Teknik Antarmuka dan Periferal

TIF301

Periferal

• Definisi– kata periferal: “dekat pinggiran”– Piranti/peralatan di ‘sekitar’ CPU

• Tersambung via kabel fisik atau nirkabel• Sifat

– Relatif lebih lambat dibanding CPU• Contoh, proses baca/tulis ke media rekam (CD/FlashDisk)

Contoh Periferal (1)

Input Devices• Keyboard• Optical input devices - Card Reader - Paper Tape Reader - Bar code reader - Digitizer - Optical Mark Reader• Magnetic Input Devices - Magnetic Stripe Reader• Screen Input Devices - Touch Screen - Light Pen - Mouse• Analog Input Devices

Output Devices

• Card Puncher, Paper Tape Puncher• CRT• Printer (Impact, Ink Jet, Laser, Dot Matrix)• Plotter• Analog• Voice

Contoh Periferal (2)

• Capacitive Keyboard– Selembar tipis Mylar di antara 2 lembar semi-konduktif material saat

kunci ditekan akan menimbulkan perubahan kapasitans• Sukar diperbaiki• Lebih tahan lama dibanding kontak mekanis• Relatif murah

• Mouse (tetikus)– Opto-mekanikal, dg bola dan sensor optik yg melacak gerakan– Optikal, tanpa bola tapi permukaan pad harus reflektif supaya

memantulkan cahaya (inframerah/laser) utk melacak gerakan• Contoh piranti penunjuk (pointing device) lainnya

Contoh Periferal Embedded

• Multimedia Card (MMC)– Non volatile storage medium– Baca-Tulis dilakukan dalam setiap 1 blok, yang terdiri dari 512 byte– Tidak sensitif terhadap goncangan dan getaran dibanding tradisional

hardisk– 2 mode SD and MMC:

• SD protokol is berlisensi• MMC mode freely usable• SD : 25/50 MHz, MMC: 20MHz

– Antarmuka serial• MMC mode : Serial Peripheral Interface (SPI)• VCC 3.3 V

?

Port

• Port adalah “pintu” hubungan (konektor) antara komponen periferal dengan mainboard

• Beberapa port langsung berhubungan dengan bus yang terkait (mis: USB, Firewire, AGP)

• Port-port umum yang ada di mainboard:– Port serial – Port parallel

Antarmuka• Antarmuka adalah kombinasi dari perangkat-keras dan perangkat-lunak yang

dibutuhkan untuk menghubungkan CPU ke periferal sehingga memungkinkan untuk berkomunikasi dengan CPU meskipun karakteristiknya berbeda– Perangkat-keras adalah benda fisik yg dihubungkan misalnya melalui kabel,

contoh USB, Firewire, dll– Perangkat-lunak adalah driver perangkat-keras yg diperlukan utk berfungsinya

periferal• ‘Menjembatani” periferal dengan karakteristik yg berbeda

– Beda kecepatan data transfer (lebih lambat dibanding CPU) melalui buffering– Ragam variasi kode dan sinyal pengendali (protokol)– Transmisi data serial atau paralel

• Transmisi serial lebih lambat dibanding paralel tapi lebih efisien dan bisa lebih jauh interkoneksinya

• Transmisi paralel lebih cepat karena transfer data secara simultan tapi utk jarak dekat saja (contoh bus internal utk komunikasi di CPU)

– Periferal dg tegangan operasi lebih tinggi dibanding CPU• Secara umum antarmuka menghubungkan

– Satu sistem ke sistem yang lain– komputer ke komputer yang lain

Serial dan Paralel

1 0 1 0 10

1

0

1

0

1

0

1

0

1

0

1

0

Serial data format

Interface

Parallel data format

Buffering

• Daerah di memori (RAM) di antarmuka yg menyimpan sementara data semasa transit antara prosesor dan periferal

• Berfungsi untuk mengkompensasi berbedaan kecepatan antara CPU dengan periferal sehinggal CPU yang lebih cepat dapat mengelola dalam blok daripada menunggu periferal yang lebih lambat– Buffer mengurangi frekuensi interupsi CPU saat ada input dari periferal

(kecepatan lebih rendah)

Spooler

• Spooling adalah teknik yang digunakan dalam transfer data ke periferal lambat, misalnya printer, dipindahkan ke penyimpanan hardisk. Kemudian ketika prosesor idle akan mentransfer data ke printer dengan kecepatan yang dapat diterima. Ini juga disebut pencetakan latar belakang.

• Hal ini membebaskan CPU yang beroperasi sangat lebih cepat untuk memproses tugas-tugas lainnya. Spooling adalah metode lain yang mungkin untuk meningkatkan kinerja sistem.

• Buffer vs Spooler– Jika CPU sangat sibuk dan jarang idle, maka spooling akan menjadi proses

sangat lambat– Buffer terbatas dengan memori (RAM) yang tersedia dibanding spooling yang

relatif besar karena mempergunakan hardisk– Keduanya ditujukan untuk efisiensi optimum

Kecepatan Antarmuka

• Unit kecepatan Mega bits per second (Mbps)– Secara komersial supaya tampak lebih cepat saja dibanding jika

mempergunakan Bytes• Contoh antarmuka USB2 dan Firewire 800

– USB2 meningkatkan kecepatan sampai 480 Mbps dari sebelumnya USB1 yang maksimum 12 Mbps

– Antarmuka Firewire 800 menyediakan 800 Mbps, atau 2 kali kecepatan Firewire 400

Firewire A high speed serial interface In its latest version,used for connecting audio/ IEEE 1394b, up to avisual and multimedia max of 800Mbps.applications like digital 3.2Gbps are undercamcorders. Development.

Standar Antarmuka

Interface Description

RS232 Recommended Standard (Serial)

SCSI Small computer Systems Interface ( Parallel)

IDE Integrated Drive Electronics

SATA Serial Advanced Technology Attachment – up to 1.5Gbps

IEEE Institute of Electrical and Electronic Engineers e.g. Firewire

MIDI Musical Instrument Digital Interface

PCI Peripheral Component Interconnect

PCMCIA Personal Computer Memory Card International Association

USB1 & 2 Universal Serial Bus

• The use of interface standards by a computer manufacturer means that their computers will be able to connect to peripherals using the same standards.

• Compatible is the key word

Model Komputer Von Neumann

MemoryCPU OutputInput

Control Bus

Data Bus

Address Bus

Arsitektur Von Neumann

Antarmuka Berbasis Mikroprosesor

• Mikroprosesor ber-antarmuka dengan periferal melalui beberapa teknik:– Antarmuka ruang memory (memory space interface)– Antarmuka Port I/O , misalnya port serial dan paralel– Antarmuka internal bus atau langsung (direct), misal, PCI, AGP, USB, SATA, IDE,

SCSI– Antarmuka eksternal bus atau tidak langsung, misal GPIB, CAMAC, CAN, dll

Microprocessor InternalBus

ExternalBus Peripheral

Peripheral

Motherboard

Direct bus interface

Indirect bus interface

Direct/Indirect Bus Interface

Arsitektur Hub Intel

Contoh Piranti Pengendali

• Computer based control•PLC based Control

•Microprocessor based control •Microcontroller based control

Definisi Plug and Play (PnP)

• Kemampuan komputer untuk mendeteksi dan mengkonfigurasi suatu perangkat-keras baru secara otomatis, tanpa secara fisik mengubah mengkonfigurasi melalui jumper atau dipswitch oleh pengguna

• PnP beroperasi (awalnya) untuk IBM kompatibel yang memiliki– Dukungan BIOS Plug and Play– Sistem Operasi PnP– Periferal yang mendukung PnP

• Saat ini hampir semua komputer sudah berkemampuan PnP dan Windows OS terbaru sudah tidak mendukung lagi piranti non-PnP

Definisi Lain

• Firmware– Program yang tersimpan di ROM atau piranti terprogram

(programmable) secara (semi) permanen• Proprietari

– Istilah untuk mendeskripsikan suatu produk yang hanya kompatibel dengan jenis spesifik perangkat-keras, perangkat-lunak, atau manufaktur.

– Piranti proprietari memiliki kompatibilitas rendah sehingga secara umum lebih sulit untuk ditingkatkan (upgrade) di masa depan