Kartu ekspansi

Dalam komputasi, **kartu ekspansi** atau **papan adaptor** adalah papan rangkaian cetak yang dapat disisip ke dalam konektor listrik atau slot ekspansi pada papan induk komputer, *[[backplane]]*, atau *[[riser card]]* untuk menambah fungsi ke sistem komputer melalui bus ekspansi.

Bus ekspansi adalah bagian dari bus komputer yang memindahkan informasi antara peranti keras internal sistem komputer (termasuk CPU dan RAM) dan periferal. Ini adalah kumpulan kabel dan protokol yang memungkinkan ekspansi pada komputer.

## Sejarah
Bahkan komputer berbasis tabung hampa memiliki konstruksi modular, tetapi fungsi individual untuk periferal mengisi kabinet, bukan hanya papan rangkaian cetak. Prosesor, memori, dan kartu I/O menjadi layak dengan pengembangan rangkaian terpadu. Kartu ekspansi memungkinkan sistem prosesor disesuaikan dengan kebutuhan pengguna, memungkinkan variasi jenis perangkat yang terhubung, penambahan memori, atau fitur opsional ke prosesor pusat (seperti unit titik kambang). Komputer mini, dimulai dengan PDP-8, terbuat dari banyak kartu, semuanya ditenagai oleh dan berkomunikasi melalui *backplane* pasif.

Komputer mikro komersial pertama yang menampilkan slot ekspansi adalah Micral N, pada tahun 1973. Perusahaan pertama yang menetapkan *[[standar de facto]]* adalah Altair dengan Altair 8800, dikembangkan 1974-1975, yang kemudian menjadi standar multi-pabrikan, S-100 bus. Banyak dari komputer ini juga merupakan desain *backplane* pasif, di mana semua unsur komputer, (prosesor, memori, dan I/O) dicolokkan ke dalam sangkar kartu yang secara pasif mengagihkan sinyal dan daya antara kartu.

Implementasi bus eksklusif untuk sistem seperti Apple II hidup berdampingan dengan standar multi-pabrikan.

### Komputer IBM dan generasinya
IBM memperkenalkan apa yang secara surut akan disebut Industry Standard Architecture (ISA) bus dengan IBM PC pada tahun 1981. Saat itu, teknologi itu disebut **bus PC**. IBM XT, diperkenalkan pada tahun 1983, menggunakan bus yang sama (dengan sedikit pengecualian). PC 8-bit dan bus XT diperpanjang dengan diperkenalkannya IBM AT pada tahun 1984. Ini menggunakan konektor kedua untuk memperluas bus alamat dan data melalui XT, tetapi kompatibel mundur; Kartu 8-bit masih dapat digunakan dalam slot AT 16-bit. Arsitektur Standar Industri (ISA) menjadi penunjukan untuk bus AT IBM setelah jenis lain dikembangkan. Pengguna bus ISA harus memiliki pengetahuan mendalam tentang perangkat keras yang mereka tambahkan untuk menghubungkan perangkat dengan benar, karena alamat memori, alamat port I/O, dan saluran DMA harus disetel oleh sakelar atau jumper pada kartu agar sesuai dengan pengaturan dalam peranti lunak kandar.

Intel meluncurkan *chipset* PCI bus mereka bersama dengan CPU Pentium berdasar P5 pada tahun 1993. PCI bus diperkenalkan pada tahun 1991 sebagai pengganti ISA. Standar (sekarang pada versi 3.0) ditemukan di papan induk PC hingga hari ini. Standar PCI mendukung bus bridging: sebanyak sepuluh bus PCI rantai *daisy* telah diuji. Cardbus, menggunakan konektor PCMCIA, adalah format PCI yang menempelkan periferal ke Host PCI Bus melalui PCI ke PCI Bridge. Cardbus sedang digantikan oleh format ExpressCard.

### Perusahaan lainnya
Sebagian besar perusahaan komputer lain, termasuk yang dari Apple Inc. (Apple II, Macintosh), Tandy, Commodore, Amiga, dan Atari, menawarkan bus ekspansi sendiri. Amiga menggunakan Zorro II. Apple menggunakan sistem berpemilik dengan tujuh slot 50-pin untuk kartu perangkat Apple II, kemudian menggunakan NuBus untuk seri Macintosh hingga 1995, ketika mereka beralih ke PCI Bus. Secara umum, kartu ekspansi PCI akan berfungsi pada pelantar CPU apa pun jika ada kandar peranti lunak untuk jenis itu. Kartu video PCI dan kartu lain yang berisi BIOS bermasalah, meskipun kartu video yang memenuhi Standar VESA dapat digunakan untuk monitor sekunder. DEC Alpha, IBM PowerPC, dan NEC MIPS workstation menggunakan konektor PCI bus. Zorro II dan NuBus keduanya pasang dan pakai, tidak memerlukan setelan peranti keras oleh pengguna.

Bahkan banyak konsol gim, seperti Sega Genesis, termasuk bus ekspansi; setidaknya dalam kasus Kejadian, bus ekspansi adalah milik, dan pada kenyataannya slot kartrid dari banyak konsol berdasar kartrid (tidak termasuk Atari 2600) akan memenuhi syarat sebagai bus ekspansi, karena mereka memapar kemampuan baca tulis dari sistem bus internal. Namun, modul ekspansi yang terpasang pada antarmuka ini, meskipun secara fungsional sama dengan kartu ekspansi, secara teknis bukan kartu ekspansi, karena bentuk fisiknya.

Bus komputer lainnya digunakan untuk kendali industri, instrumen, dan sistem ilmiah. Beberapa standar ini adalah VMEbus, STD Bus, dan lainnya.

### Bus ekspansi eksternal
Laptop umumnya tidak dapat menerima sebagian besar kartu ekspansi. Beberapa standar ekspansi padu dikembangkan. Standar kartu ekspansi Kartu PC asli pada dasarnya adalah versi ringkas dari bus ISA. Standar kartu ekspansi CardBus adalah evolusi dari standar kartu PC untuk menjadikannya versi PCI bus yang padat. Standar ExpressCard asli berfungsi seperti perangkat USB 2.0 atau perangkat PCI Express 1.x x1. ExpressCard 2.0 menambahkan SuperSpeed USB sebagai jenis antarmuka lain yang dapat digunakan kartu. Sayangnya, CardBus dan ExpressCard rentan terhadap serangan DMA kecuali jika laptop memiliki IOMMU yang dikonfigurasi untuk menghalangi serangan ini.

## Penggunaan
Tujuan utama kartu ekspansi adalah untuk menyediakan atau memperluas fitur yang tidak ditawarkan oleh papan induk. Misalnya, PC IBM biasa tidak memiliki grafis terpasang atau kemampuan hard drive. Dalam hal ini, kartu grafis dan kartu pengendali cakram keras ST-506 masing-masing memberikan kemampuan grafis dan antarmuka cakram keras. Beberapa komputer papan tunggal tidak membuat ketentuan untuk kartu ekspansi, dan mungkin hanya menyediakan soket IC di papan untuk perubahan atau penyesuaian terbatas. Karena konektor multi-pin yang andal relatif mahal, beberapa sistem pasar massal seperti komputer rumahan tidak memiliki slot ekspansi dan sebagai gantinya menggunakan konektor tepi-kartu di tepi papan utama, menempatkan soket yang sesuai dengan biaya ke dalam biaya perangkat alat.

Dalam hal perluasan fungsi *on-board*, papan induk dapat menyediakan port RS232 serial tunggal atau port Ethernet. Kartu ekspansi dapat dipasang untuk menawarkan beberapa port RS232 atau beberapa port Ethernet *bandwidth* yang lebih tinggi. Dalam kasus ini, motherboard menyediakan fungsi dasar tetapi kartu ekspansi menawarkan port tambahan atau yang ditingkatkan.

## Konstruksi fisik
Salah satu ujung kartu ekspansi menahan kontak (konektor tepi atau tajukan pin) yang masuk ke dalam slot. Mereka membangun kontak listrik antara elektronik pada kartu dan pada papan induk. Kartu ekspansi periferal umumnya memiliki konektor untuk kabel eksternal. Di komputer pribadi yang kompatibel dengan PC, konektor ini terletak di braket pendukung di bagian belakang kabinet. Sistem *backplane* industri memiliki konektor yang dipasang di tepi atas kartu, berlawanan dengan pin *backplane*.

Tergantung pada faktor bentuk dari papan induk dan pelindungnya, sekitar satu hingga tujuh kartu ekspansi dapat ditambahkan ke sistem komputer 19 atau lebih kartu ekspansi dapat dipasang di sistem *backplane*. Ketika banyak kartu ekspansi ditambahkan ke suatu sistem, konsumsi daya total dan pembuangan panas menjadi faktor pembatas. Beberapa kartu ekspansi membutuhkan lebih dari satu ruang slot. Sebagai contoh, banyak kartu grafis yang ada di pasaran pada tahun 2010 adalah kartu grafis dual slot, menggunakan slot kedua sebagai tempat untuk memasang pembuang panas agar aktif dengan kipas.

Beberapa kartu adalah kartu "*low-profile*", artinya lebih pendek dari kartu standar dan akan masuk ke dalam sasis komputer dengan ketinggian lebih rendah. (Ada standar "kartu PCI profil rendah" yang menentukan area braket dan papan yang jauh lebih kecil). Kelompok kartu ekspansi yang digunakan untuk konektivitas eksternal, seperti jejaring, kartu SAN atau modem, biasanya disebut sebagai kartu masukan/keluaran (disebut juga kartu I/O).

## ''Daughterboard''

Sebuah **daughterboard**, **daughtercard**, **mezzanine board**, atau **piggyback board** adalah kartu ekspansi yang terhubung langsung ke sistem. *Daughterboard* sering memiliki colokan, soket, pin, atau lampiran lainnya untuk papan lainnya. *Daughterboard* sering hanya memiliki konektor internal di dalam komputer atau perangkat elektronik lainnya, dan biasanya mengakses papan induk secara langsung daripada melalui bus komputer.

*Daughterboard* kadang-kadang digunakan di komputer untuk memungkinkan kartu ekspansi agar sejajar dengan papan induk, biasanya untuk mempertahankan faktor bentuk kecil. Bentuk ini juga disebut *[[riser card]]* atau *riser*. *Daughterboard* juga kadang-kadang digunakan untuk memperluas fungsi dasar dari perangkat elektronik, seperti ketika model tertentu memiliki fitur yang ditambahkan padanya dan dirilis sebagai model baru atau terpisah. Daripada merancang ulang model pertama sepenuhnya, papan tambahan dapat ditambahkan ke konektor khusus pada papan utama. Ini biasanya sesuai di atas dan sejajar dengan papan, dipisahkan oleh baut *spacer* atau kebuntuan, dan kadang-kadang disebut **kartu mezzanine** karena disusun seperti teater *mezzanine*. Kartu ''wavetable'' (kartu sintesis berbasis sampel) sering dipasang pada kartu suara dengan cara ini.

Beberapa standar antarmuka kartu mezzanine termasuk 400 pin FPGA Mezzanine Card (FMC); Kartu Mezzanine Berkecepatan Tinggi 172 pin (HSMC); Kartu PCI Mezzanine (PMC); XMC mezzanines; Advanced Mezzanine Card; IndustryPacks (VITA 4), modul GreenSpring Computers Mezzanine; dll.

Contoh dari jenis kartu ekspansi *daughterboard* meliputi:

* Papan *[[Enhanced Graphics Adapter]]*, menambahkan memori melebihi 64 KB, hingga 256 KB
* *Expanded memory piggyback board*, menambahkan memori tambahan ke beberapa papan EMS dan EEMS
* *ADD daughterboard*
* *RAID daughterboard*
* *Network interface controller* (NIC) *daughterboard*
* Soket *daughterboard* CPU
* *Bluetooth daughterboard*
* *Modem daughterboard*
* *Daughterboard* kartu AD/DA/DIO
* *Communication daughterboard* (CDC)
* *Server Management daughterboard* (SMDC)
* Konektor Serial ATA *daughterboard*
* Papan tambahan robotik
* *Daughterboard* daftar kendali akses
* *[[Arduino|Arduino "shield"]] daughterboards*
* *Beaglebone "cape" daughterboard*
* *Raspberry Pi "HAT" daughterboard*
* *Network Daughterboard* (NDB)
Integrasi umum: logika antarmuka bus, LLC, PHY, dan Magnetics ke dalam satu papan.

## Standar

* PCI Extended (PCI-X)
* PCI Express (PCIe)
* *[[Accelerated Graphics Port]]* (AGP)
* *[[Conventional PCI]]* (PCI)
* *[[Industry Standard Architecture]]* (ISA)
* *[[Micro Channel architecture]]* (MCA)
* *[[VESA Local Bus]]* (VLB)
* CardBus/PC card/PCMCIA (untuk komputer notebook)
* ExpressCard (untuk komputer notebook)
* *[[Audio/modem riser]]* (AMR)
* *[[Communications and networking riser]]* (CNR)
* CompactFlash (untuk komputer genggam dan kamera perekam kecepatan tinggi)
* SBus (Komputer Sun berbasis SPARC 1990-an)
* Zorro (Amiga Commodore)
* NuBus (Macintosh Apple)

## Lihat pula