TIF305 Organisasi dan TIF305 Organisasi dan Arsitektur KomputerArsitektur Komputer

Ir. Sihar, M.T.T. Informatika / FTIBandung - 2016

Mikroprosesor & Mikrokontroler

Daftar PustakaDaftar Pustaka1) Irvine, Kip R. ”Assembly Language for Intel-Based

Computers Fifth Edition”. Florida International University, School of Computing and Information Sciences, Pearson Education, Inc., 2007.

2) Simamora, S.N.M.P. “Diktat Tuntunan Praktis Bahasa Rakitan menggunakan Turbo Assembler 2.0”. Program studi T. Komputer. Politeknik TELKOM. Bandung. 2008.

3) Simamora, S.N.M.P. ”Diktat Kuliah SK-303 Organisasi dan Arsitektur Komputer”. Dept. Teknik Elektro, Fak.Teknik, ITHB, Bandung, 2002.

4) Simamora, S.N.M.P. Modul Belajar Praktis Algoritma dan Pemrograman. Penerbit Deepublish, Yogyakarta. 2016. ISBN: 978-602-401-318-9.

5) Simamora, S.N.M.P. "Diktat Organisasi dan Arsitektur Komputer". Program studi T. Informatika. Fak. Teknologi Informasi. Univ. BALE. Bandung. 2012.

Layer-layer sistem komputer modern

dengan lapisan microprocessor dan

microcontroller

electronics

microelectronics

logics

systems

microprocessors

microcontroller

Operating Systems

end-user

ICchip

Microprocessor adalah nama praktis/terapan dari Central

Processing Unit (CPU).

Sejarah CPU dimulai pada tahun 1969. Ketika

perusahaan kalkulator di Jepang yaitu Busikom meminta kepda Intel untuk membangun

sistem kalkulator.

Trend processor (prosesor) sekarang telah menerapkan teknik multicore. Teknik multicore prosesor adalah menempatkan lebih dari satu inti

CPU (bisa 2, 3, 4, bahkan 7) dalam satu prosesor utama (satu keping)

pada sebuah sistem komputer modern dengan tujuan peningkatan

performasi kerja eksekusi.

Contoh berikut menunjukan perkembangan prosesor

multicore Intel

Intel Pentium D: dirilis 26 Mei 2005, prosesor ini memiliki 2 buah inti di dalam satu processor dan 230 juta transistor.Intel Pentium Dual-Core: dirilis 21 Januari 2006, processor ini memiliki 2 buah inti didalam satu buah processor dan 167 juta transistor.Intel Pentium Core-2-Duo: dirilis 27 Juni 2006, processor ini memiliki 2 buah inti dalam satu processor dan 261 juta transistor.Intel Pentium Core-2-Quad: dirilis 13 Desember 2006, processor ini memiliki 2 buah inti dalam satu processor dan 820 juta transistor..

Berikut ditunjukkan tabel evolusi perkembangan beberapa processor:

Intel Advance Micro Devices (AMD) Cyric

8088/8086 8088/8086 8088/8086

80286 80286 80286

80386 80386 80386

80486 80486 80486

Pentium 5X86 5X86

Pentium MMX AMD K6

Pentium II Athlon

Duron

Celeron

Pentium 4

Xeon

Itanium

Microprocessor multi guna pertama adalah chip 4004 yang dipasarkan pertama kali pada tahun 1971. Tahun 1974 Intel

mengembangkan versi menjadi 8080.

Processor pertama untuk computer personal (PC) pada tahun 80-an adalah Intel 8086. Processor Intel 386 ini mulai dipasarkan pada tahun1988. Processor Intel 486 mulai dipasarkan pada tahun

1989.

Satuan dasar kecepatan kerja processor yang disebut clock-rate

prosesor adalah Hertz (Hz). 1Hz = 1 siklus yang terjadi dalam waktu 1 second. 100 Hz = 100 siklus yang terjadi dalam waktu 1 second. 2.1

GHz = 2.1 x 109 siklus yang terjadi dalam 1 second.

Processor yang berkembang saat ini memiliki inti lebih dari 1 setiap kepingnya. Trend

processor dalam sistem komputer modern selalu menerapkan prinsip kerja paralelisme.

Paralelisme pada processor adalah menyelesaikan beberapa instruksi secara

parallel dalam waktu yang bersamaan, seperti ditunjukkan pada skema berikut:

Skenario-1: Skenario-1I:Job=10 s

10s t t

job

job-1job-2job-3

4s3sAlhasil waktu job=10s dapat direduksi menjadi 4s, dengan efisiensi:

%60%100.10410

eff =

Job serempak dikerjakan

Job di-split 3 bagian dikerjakan

Paralelisme dilakukan dengan mengurangi masalah ketergantungan pada data proses dan luaran. Dalam

konsep paralelisme dikenal istilah SIMD dan MIMD.

SIMD (Single Instruction stream Multiple Data) yaitu beberapa processor yang dapat

mengeksekusi instruksi dan data yang berbeda. MIMD (Multiple Instruction stream

Multiple Data) yaitu beberapa processor yang dapat mengeksekusi instruksi dan data

yang berbeda dalam waktu bersamaan.

Multiprocessor adalah sebuah sistem komputer yang memiliki dua sistem atau

lebih yang saling berbagi memori. Sedangkan multi-computer yaitu sebuah

sistem komputer yang memiliki dua sistem atau lebih dimana masing–masing processor

memiliki memory sendiri.

Kons

ep d

asar

m

icro

proc

esso

r dan

m

icro

cont

rolle

rMicro-computer adalah suatu sistem komputer atau komputer yang terdiri dari sebuah microprocessor (yang tak lain CPU) serta main-memory dan I/O-systems.Microprocessor adalah suatu chip silicon yang terdiri dari ALU, sirkuit register dan sirkuit control.

Microcontroller adalah suatu chip silicon yang terdiri dari microprocessor, memory, I/O sebagai suatu kesatuan alat.

Umumnya ada dua jenis microcontroller yang digunakan dalam kegiatan praktis yaitu produksi dari ATMEL dengan merk dagang AVR yaitu ATMEGA 8535 dan ATMEGA 16.

Digunakan untuk microcontroller utama pada sistem robotic (sistem pemodelan actuator lengan tunggal) untuk gerak bidang horizontal.

Digunakan sebagai microcontroller utama pada sistem otentikasi akses masuk (Implementasi ATMEGA 8535 Berbasis Ultra Sonic Untuk Proteksi Keamanan Terpadu)

Digunakan untuk microcontroller utama dalam sistem deteksi keamanan

Digunakan untuk microcontroller utama dalam sistem akses masuk

ATMEGA 8535

ATMEGA 16

Simamora, S.N.M.P., Rahmalia, Diani R., Dani, M., “Teknik Embedded-system dalam Terapannya untuk membangun Sistem Deteksi Akses-masuk Illegal”, Proceedings, SEMANTIK 2012 Univ. Dian Nuswantoro Semarang, Sabtu 23 Juni 2012. hal:1-7. ISBN: 979-26-0255-0

Cont

oh

rese

arch

bi

dang

m

icro

cont

rolle

rSimamora, S.N.M.P., Pratama. A. “Sistem Pemodelan Aktuator Lengan Tunggal Untuk Gerak Bidang Horisontal”, Proceeding SNIT (Seminar Nasional Inovasi dan Teknologi) 18 Mei 2013, Univ. BSI. Bandung. Hal.A187-A191.ISSN: 978-602-99213-4-2Simamora, S.N.M.P., Anggriawan, D. "Sistem Pemodelan Kestabilan Daya Dalam Kendali Beban Berdasar Suhu Kamar". IT Journal, STMIK Potensi Utama Medan, Vol.2 No.2. Oktober 2013: hal:113-122. ISSN:2252-746X.

Simamora, S.N.M.P., Santosa, F. "Pemodelan dan Aktualisasi Gerak Harmonisasi pada Laju Robot Berkaki". Seminar Nasional Teknologi Informasi dan Multimedia (Semnasteknomedia) 2014, STMIK AMIKOM Yogyakarta. 8 Februari 2014. hal. I.12-51- I.12-54. ISSN: 2302-3805Simamora, S.N.M.P., Manik, A.A., Fauzan,A."Teknik Kontrol Otomatik Sebagai Dukungan Desain Rumah Pintar Terpadu". Jurnal Mikrotek, Program studi Teknik Mekatronika, Univ. Trunojoyo. Vol.1 No.3, Agustus 2014. hal.147-154.ISSN: 2338-9460Simamora, S.N.M.P., Zulmi, N."Sistem Kontrol Otomatik Dengan Model Single-Input-Dual-Output dalam Kendali Efisiensi Umur-pemakaian Instrumen". CSRID Journal Vol.6 No.3 Oktober 2014. STMIK POTENSI UTAMA Medan. hal.138-147. ISSN: 2085-1367.Simamora, S.N.M.P., Karima Sari, R. H. "Model Kontrol Otomatik Sebagai Identifikasi Awal Dalam Lingkungan Dinamis". Conference on Information Technology, Information System, and Electrical Engineering (CITISEE) 2016. STMIK Amikom Yogyakarta, 23-24 Agustus 2016. hal.317-322. ISBN: 978-602-60280-1-3.

Berikut ditunjukan skema Pin-Out ATMega 16:

Keterangan dan karakteristik micrcontroller ATMega 16:

1. Microcontroller AVR 8 bit yang memiliki kemampuan tinggi dengan daya rendah

2. Arsitektur RISC (Reduced Intruction Set Computer) dengan throughput mencapai 16 MIPS (millions instructions per second) pada frekuensi 16 MHz

3. Memiliki kapasitas flash-memory 16 KB, EPROM 521 bytes dan SRAM 1 KB

4. Saluran I/O sebanyak 32 buah yaitu Port A,Port B, Port C, Port D5. CPU terdiri dari 32 register

6. Memiliki interrupt unit internal dan eksternal7. Memiliki port USART (Universal Synchronous Asynchronous

Recever/Transmiter) untuk komunikasi serial

8. Dilengkapi dengan fitur peripheral