PENGENALAN MICRO CHANNEL ARCHITECTURE
( SENIBINA SALURAN MIKRO)

          Micro Channel Architecture  (MCA) atau senibina saluran mikro merupakan satu kaedah penyaluran data dari mikropemproses ke peralatan input output lain disalurkan melalui saluran yang dinamakan bas.  Komputer  Personal System/2 (PS/2) menggunakan bas bentuk baru iaitu dalam istilan teknik yang dinamakan senibina bas selari atau ‘parallel bus architecture’. IBM telah mengistilahkan senibina ini sebagai Micro Channel Architecture atau dengan ringkasnya MCA.

          Menurut penjelasan IBM, bas yang digunakan dalam Personal Computer (PC) diibaratkan seperti sebatang jalan dengan dua jalur. Dengan adanya mikropemproses yang semakin cepat memproses data,  dua jalur tidak mencukupi dan tidak dapat menampung data yang akan disalurkan dan ini akan menimbulkan masalah serta akan menyebabkan kesesakkan. Sistem baru MCA, ibarat lebuhraya yang banyak jalur. Data dapat disalurkan dengan lebih bebas dan cepat. Selain daripada itu, MCA sekaligus dapat menangani beberapa tugas dibandingkan dengan saluran lama yang digunakan pada PC, yang hanya dapat menangani satu demi satu tugas. Data dalam komputer, lebih canggih dapat ditangani oleh MCA sehingga memungkinkan perhubungan antara mini komputer dengan kerangka utama.

APAKAH BAS KOMPUTER?

          Papan pemproses (processor board) ialah komponen utama mini komputer. Didalamnya terdapat papan litar tercetak (printed circuit board (PCB)). Semua cip-cip mikropemproses, ROM dan RAM selalunya terletak diatas papan ini. Papan litar tercetak mengandungi ukiran litar yang dipanggil bas (bus) yang menghubungi cip-cip dan komponen elektronik lain.

          Terdapat tiga jenis bas iaitu bas kawalan, bas data dan bas alamat. Bas kawalan berfungsi untuk membawa arahan dan menghubungkan unit kawalan dalam unit pemprosesan pusat dengan komponen-komponen lain dan bas data pula berfungsi khusus untuk menguruskan perhubungan data diantara bahagian-bahagian komputer sementara bas alamat berfungsi untuk memudahkan proses penyimpanan dan pemanggilan serta pencarian bait-bait tertentu pada lokasi alamat dalam ingatan utama komputer.

          Komputer mempunyai beberapa slot perhubungan untuk membolehkannya berhubung dengan alat-alat periferal luar. Slot-slot

perhubungan ini selalunya terletak diatas papan litar bercetak. Terdapat dua jenis perhubungan iaitu perhubungan selari (parallel) dan perhubungan bersiri (serial). Setiap jenis perhubungan hanya boleh dilakukan melalui kad antara muka (interface card). Kad ini bertindak sebagai penimbal (buffer) di antara dua dunia yang berlainan ini supaya setiap pesanan atau maklumat yang disampaikan oleh satu pihak difahami oleh pihak yang satu lagi.

          Mikrokomputer membenarkan perhubungan perkakasan dengan alat periferal luar dengan luasnya. Ingatan komputer mudah ditambah dengan hanya melengkapkan cip-cip RAM kepada kepada slot yang disediakan.  Contohnya sebuah komputer Apple pula boleh berfungsi seperti komputer IBM PC dengan meletakkan kad antara muka IBM  pada slotnya. Perluasan serta penambahan alat-alat luar berjaya meningkatkan keupayaan mikrokomputer sehingga memenuhi matlamat kegunaannya. Kita boleh menghubungkan mikrokomputer dengan kerangka utama atau mikrokomputer lain, supaya dapat bertukar maklumat. Kita juga boleh menggunakan mikrokomputer untuk mengawal alat-alat elektronik lain. Ciri-ciri unik ini menjadikan mikrokomputer satu alat yang sesuai untuk di miliki oleh masyarakat umum, sama seperi televisyen dan radio di rumah.

SIFAT-SIFAT DAN FAEDAH YANG DIPEROLEHI DARIPADA MCA DARI SEGI:

a)     Kemampuan dan kebolehan

          Salah satu aspek penting MCA ialah memberi kebaikan yang tidak membataskan kepada 32-bit sistem dan 32-bit peranti. MCA ditakrifkan sebagai 8 dan 16-bit untuk laluan data dan 24-bit untuk laluan alamat. Ini bermakna kos yang digunakan adalah rendah dan papan litar boleh dibina mengikut senibinanya.  Pemproses 286 dan 386SX sistem boleh dikongsi kebaikannya dalam senibina bas yang baru ini. Sistem nombor yang besar dan kegunaannya dapat mengembangkan slot sistem pemacu dan harga papan litar juga adalah rendah. Bagi pengguna yang tidak memerlukan fungsi 32-bit tidak perlu membayarnya.

b)     Persesuaian Perisian

          Persesuaian dapat dibahagikan kepada dua faktor iaitu faktor perkakasan dan perisian. Daripada dua faktor ini faktor persesuaian perisian adalah lebih penting sejak berkembangnya perisian penggunaan. Tidak kurang pentingnya kesan dalam persesuian perisian ke atas pengguna yang terakhir. Jika program  atau aturcara yang wujud tidak

dapat dilaksanakan dalam sistem baru, maka tidak satu pun perkakasan baru itu mempunyai nilai.

c)     Persesuaian AT board     

          Dalam persesuaian perkakasan , sistem saluran mikro tidak boleh menggunakan PC/XT/AT yang lama. Banyak penambahan dilakukan dalam papan litar untuk PC/XT/AT sistem dengan menyediakan fungsi perkakasan seperti video, pencetak,disket dan pengawal disk penuh yang dibina dalam sistem hari ini. Kebanyakkan sistem baru dilengkapi dengan memori pada sistem board dan tidak lagi memerlukan pengembangan kad ingatan. Kebanyakkan kad-kad lama adalah 8-bit peranti merupakan teknologi logik dan ingatan yang ketinggalan zaman dan ini membuatkan satu keputusan yang tepat iaitu dengan pelaksanaan penalti dalam sistem baru.

          Selain daripada ketiga-tiga sifat yang telah diterangkan tadi banyak lagi  sifat dan faedah yang kita perolehi daripada MCA ini iaitu seperti sifat kesempurnaan data, persesuaian dari segi saluran mikro board, sifat pengkhususan masa dan sebagainya.

Pada akhirnya  industri ini menerima kehadiran senibina saluran mikro yang dapat mengatasi kekurangan board yang boleh  digunakan. Ini dapat membayangkan bahawa setiap fungsi  dalam board sekarang boleh digunakan untuk sistem saluran mikro sebagaimana kebanyakkan kad yang menawarkan bus master yang unik dan lebih cekap berbanding dengan sistem komputer zaman awal.

Pada bahagian  ini dapat kami simpulkan bahawa senibina saluran mikro atau MCA ialah penghantaran maklumat secara umum melalui bus yang menyediakan banyak kebaikkan atau faedah untuk hari ini dan masa akan datang. Ia bersifat senibina yang semakin mendekatkan kita  dengan mikrokomputer. Kebanyakkan kawalan mendapat persetujuan yang baik daripada semua pihak terhadap perkembangan persesuaian papan litar sama ada PC, XT dan At. Keadaan ini lebih jelas dengan adanya fungsi yang baru iaitu senibina saluran mikro atau MCA.

PENGUASAAN BUS SALURAN MIKRO

          Salah satu sifat yang paling penting bagi MCA ialah sokongan penguasaan yang berlipat kali ganda. Penguasaan saluran mikro ialah mikropemproses atau setiap litar yang direka untuk mengawal bas yang bergerak terlalu pantas, pemacu alamat data dan pengawal isyarat. Kecekapan ini boleh digunakan untuk menghantar maklumat diatas sistem memori atau pemacu. Disini terdapat tiga jenis master iaitu:                              

a)     sistem master

b)     pengawal DMA (Direct Memory Access )

c)     bus master           

           Sistem master memperuntukkan sistem sumber dan melaksanakan sistem pengoperasian yang penting. Dalam personal komputer yang terdahulu  sistem master  sama dengan sistem  mikropemproses. Ia biasanya tidak memenuhi kewajipan di dalam sistem, tetapi ia bukanlah satu kewajipan.

          Pengawal DMA ialah jenis penguasaan yang istimewa yang mana ia dapat menghantar data  diantara DMA dengan memory. Pengawal DMA  bukan pengantara untuk mengawal bus tetapi perkhidmatan DMA adalah sebagai penimbang tara. Pengantara penguasaan bus digunakan oleh bus dalam memproses maklumat yang dihantar oleh peranti input output atau memory.

          Kesemua tiga jenis penguasaan ini boleh mengawal bus dengan pantas melalui pemacu alamat, data dan pengawal isyarat. Penjelasannya kadang-kadang kurang jelas. Sebagai contoh, sesetengah orang menggunakan sebahagian penguasaan sistem dan  penguasaan bus secara bertukar ganti.

MCA  DARI   SEGI  PERKAKASAN  DAN  PENGGUNAAN  

A) PERSONAL SYSTEM/2 (PS/2)

n     MODEL 50

n     MODEL 60

n     MODEL 80

B) IBM RISC SYSTEM / 6000

IBM PERSONAL SYSTEM/2

Dalam mikripemproses 80286 dan 80386, bus PC telah ditukar dengan yang baru dan teknologi yang canggih yang IBM mengistilahkan sebagai MICRO CHANNEL ARCHITECTURE (MCA) atau dalam bahasa Melayu senibina saluran mikro.

MCA ini pada keseluruhannya berbeza dari segi rekaan dan tidak sesuai dengan PC yang terdahulu atau perkembangan kad AT. Bus baru versi 16-bit masih menggunakan 24 baris alamat dan 16 baris data. Ia dapat menampung sama ada dalam linkungan 8 atau 16-bit. Senibina ‘bus, terbaru adalah wujudnya 8 saluran yang semuanya dapat menjalankan tugas secara serentak dengan persisian yang berbeza. Yang dimaksudkan dengan persisian disini ialah alat yang dipasang kepada sesebuah komputer dan tertakluk dibawah kawalannya.  Alalt tersebut merupakan alat input output atau storan termasuklah pencetak, pemplot, tetikus dan sebagainya.

Direct Memory Access (DMA) atau capaian ingatan secara terus antara peranti input output, perkakasan, persisian dan ingatan tanpa melalui unit pemprosesan komputer. Ini akan mempercepatkan pindahan data terutamanya dalam peranti-peranti storan seperti cakera dan pita magnatik.

Lapan saluran DMA didalam MCA bus baru membenarkan banyak memory dihantar kepada sesuatu tempat. Oleh sebab itu, sumber-sumber sistem dapat dikongsi secara serentak oleh proses-proses yang berbeza. Ini membenarkan komputer berkomunikasi dengan persisian melalui pengembangan bus dalam multitasking (pelbagai tugas yang dapat dilaksanakan dalam satu masa). 

Banyak perbezaan yang ketara antara saluran mikro (MCA) bus yang digunakan dalam model 50, 60 dan 80. Untuk bekerja dengan MCA bus, pengembangan  papan litar utama atau ‘mother board’ mestilah mengandungi kod-kod yang istimewa. Kod ini adalah diperlukan untuk komputer bagi mengubahsuai struktur organisasi dalaman apabila persisian yang baru ditambah.

          Sebenarnya, ‘self-configuring’ sentiasa dilaksanakan setiap masa semasa komputer dibuka dan perisian ini dibina dan disimpan dalam ROM. IBM mengistilahkan sebagai ‘Programmable Option System atau POS.

          Setiap pengembangan board mempunyai kod yang unik dan dibaca oleh POS pada sistem yang mempunyai kuasa yang tinggi. Sebelum mana-mana kad beroperasi dengan MCA bus, ia pada mulanya mestilah diaturcarakan dengan peranti kod yang dihasilkan oleh IBM.

          Ia mestilah dicatat dimana peranti kod unik hanya digunakan oleh POS tetapi bukan sistem pengoperasian. Jika POS tidak mengenalpasti perkembangan  board (peranti kod) seperti  hardisk, komputer akan menabaikannya dan POS akan beroperasi jika tiada board dipasang.

          Perkembangan bus dapat dilihat  pada jadual dibawah yang menunjukkan perbezaan senibina bus didalam keluarga PS/2.

MODEL  50

          Komponen model 50 mempunyai  tiga perkembangan slots yang sedia digunakan. Sebenarnya ia mempunyai empat slot tetapi satunya telah disimpan untuk original IBM PC. Dengan PS/2 model 50 dan keatas , IBM telah memperkenalkan perkembangan bas yang baru dipanggil MCA. Sistem ini menggunakan penyambung yang berbeza, penyusunan pin dan saiz kad daripada perkembangan bus terdahulu. Sekarang terdapat 2 versi bus MCA iaitu:

a)    versi 16-bit untuk sistem asas mikropemproses 80286

b)    versi 32-bit untuk sistem asas 80386.

Kesemua  3 slot Model 50 mempunyai versi 16-bit.

MODEL 60

          Model  60 lebih baik daripada model yang sebelumnya iaitu model 50. Ia menggabungkan pemprosesan Intel 80286 yang mempunyai 10 MHz kelajuan masa (clock speed) dan 1MB RAM dalaman.

Model 60 mempunyai RAM yang besar sehingga 15MB. Penyimpanan cakera keras boleh dikembangkan semaksimum mungkin sehingga 185MB.

          Model 60 mempunyai 7 perkembangan slot MCA.Sebenarnya ia mempunyai 8 slot tetapi satu telah disimpan untuk pengawal kod cakera keras.

MODEL 80

          Model 80 muncul dalam tiga rupabentuk. IA mempunyai 16MHz kelajuan masa, 1MB RAM dan 44MB penyimpan cakera keras.

         Setiap model 80 mengandungi 11.44MB , 3 ½ inci floppy drive dan tujuh perkembangan slots MCA.

IBM RISC SYSTEM/6000

          RISC hanya menggunakan 32-bit slot penyambungan sejak ia tidak memerlukan sokongan video atau ingatan yang sepadan dengannya. Sistem pemproses didalam IBM RISC system/6000 menyimpan program-program didalam sistem memory dalam sistem bus yang berasingan dan bukan di saluranmikro dan ia juga tidak memerlukan ingatan yang sepadan. Penyambungan video digunakan untuk mengatasi ketinggian VGAnya berbanding kad keputusan seperti XGA-2 dalam bus PS/2.

          Bagaimanapun RISC sistem mempunyai slot yang dilengkapi dengan penyambungan saluran mikro secara fizikal dengan isyarat yang sesuai. Oleh sebab itu kad dilengkapi dengan sifat-sifat yang  boleh mengurangkan fungsi level.

          Setiap posisi penyambungan mempunyai dua hubungan untuk menyambung setiap sisi kad saluran mikro. Setiap kad dalam RISC system mempunyai 178 penyambungan. Rajah dibawah menunjukkan satu rancangan 5 jenis data penghubung bus untuk saluran mikro.    

·        16-bit (58 jalur penyambung)

·        16-bit dengan penyambungan video (58 jalur penghubung dan 10 penyambungan video)

·         32-bit (89 jalur penyambungan)

·        32-bit dengan penyambungan ingatan sepadan (89 jalur penghubung di tambah dengan 4 penyambungan ingatan sepadan)

·         32-bit dengan penyambungan video (89 jalur penyambung di tambah dengan 10 untuk penyambungan video)

ACTIVE LOGIC

          Didalam IBM RISC system/6000 MCA digunakan pada ‘active logic’ yang bermaksud fungsi yang pasti adalah dilengkapi pada sistem RISC papan input output. Ia dapat digunakan untuk semua saluran mikro kad. Fungsi-fungsinya adalah dilengkapkan  oleh  input output channel converter (IOCC) atau dikenali sebagai saluran penukar.

          IOCC adalah suatu alat iaitu cip  tunggal yang menghubungkan cabang sistem RISC, FX dan FP pemprosesan pada saluran mikro. IOCC dilengkapi satu set kemudahan termasuklah;

·        pengawal jalan masuk ingatan capaian terus (DMA)

·        DRAM (Dynamic Random Access Memory) litar yang mengingatkan

·        Rajah input output yang diprogramkan

·        Cara penamatan yang berlawanan

DIRECT  MEMORY ACCESS (DMA)

DMA diguna dalam kaedah yang sudah menjadi tradisi iaitu dengan memindahkan data antara alat saluran mikro atau antara saluran mikro dengan sistem memory. DMA disempurnakan tanpa penggunaan atau gangguan sistem pemproses atau apa saja pemprosesan pada saluran mikro.

Pengawal DMA adalah aturcara yang telah diprogramkan oleh OICC dan mengandungi nombor berangkai. Setiap rangkaian mengandungi maklumat yang dikawal dan penunjuk untuk ke rangkaian yang seterusnya. Rangkaian ini akan dihantar pada OICC dari sistem pemprosesan dan dilaksanakan oleh pengawal DMA dalam OICC.

          OICC juga bertanggungjawab membenarkan kemudahan bus master DMA pada saluran mikro. Dalam IBM PS/2, kad saluran mikro dipindahkan ke sistem memory yang dilaksanakan oleh kad saluran mikro sendiri. Yang mana kad ini adalah lebih baik daripada bus. Walau bagaimana pun dalam sistem RISC, saluran mikro pada sistem memory bus yang lebih baik diselesaikan  (clear) melalui OICC.

PROGRAM INPUT OUTPUT

          Kebanyakkan sistem komputer mempunyai dua jenis ruang alamat iaitu sistem pemprosesan boleh baca dan tulis dan mempunyai kira-kira dua kawasan yang berbeza. Kawasan pertama tersusun memory pemprosesan yang digunakan untuk  simpan program dan data. Kawasan yang kedua, terdapat pelabuhan aturcara atau program ditulis adalah untuk  dibaca daripada sebab-sebab menentukan pelaksanaan pada sesebahagian kod. Contohnya, 16 terminal bersiri iaitu input output yang menggalakkan 16 terminal tersebut dinyatakan pada ASCII terminal.

SALURAN MIKRO PADA MASA HADAPAN

          IBM telah mencipta saluran mikro menggantikan sistem bus dalam mikrokomputer. Ia adalah untuk mengaktifkan struktur bus. Sistem  ini digunakan pada personal komputer iaitu IBM PS/2 tetapi juga menembusi komputer IBM yang lain termasuklah minikomputer.

          Sistem ini digunakan pada IBM RISC SYSTEM/6000 dan juga kerangka utama contohnya 9370. Walau bagaimana pun IBM tidak mempunyai tugas yang senang dalam keliling masa kedua. Apabila IBM PC  diperkenalkan dalam tahun 1981, S100 atau IEEE-696 sistem bus yang lama. Teknologi terbaru juga diperkenalkan oleh IBM dengan memperkenalkan mesin saluran mikro.

          Pertimbangan pada kad dapat digunakan semula kurang penting untuk minikomputer. Pengguna lebih cenderung untuk mengurangkan ruang kosong, perlaksanaan yang tinggi dan murah. Dlam kenyataan, saluran mikro adalah yang terkini dan banyak digunakan dalam senibina bus  minikomputer yang banyak memberikan kebaikan kepada

pengguna. Bagi model IBM RISC SYSTEM/6000 ia direka khas dan mengandungi 3 papan  yang saling berkait antara satu sama lain iaitu:

a) CPU Planar mempunyai cip pemprosesan, baca  simpanan  sahaja, siri sistem ingatan dan siri optikal

b) I/O  Planar  mempunyai saluran mikro bus yang bersiri

c) I/O Planar yang bertahap tinggi à mempunyai papan kekunci,  tetikus, meja dan litar berselari.