SISTEM MIKROPROSESOR

RIZAL SURYANA

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO - UNJANI

Sistem Mikroprosesor ?

Sistem Gabungan dari beberapa elemen atau komponen yang membentuk suatu fungsi tertentu

Mikroprosesor Sebuah chip rangkaian terintegrasi (IC) dalam paduan skala yang besar dan bekerja berdasarkan perintah/ program dengan tujuan untuk pengendalian sistem atau pengolah data

Sistem Mikroprosesor sebuah sistem yang dibangun dari beberapa gabungan komponen (CPU, Memori, I/O) dan bekerja berdasarkan perintah sebagai pengolah data digital elektronik

Komponen Utama Mikroprosesor (MPU)

Control Unit (CU)

Arithmetic Logic Unit (ALU)

Register Unit (RU)

Fungsi Komponen Utama Mikroprosesor

CU MANAJER DARI SEMUA UNIT MENGATUR KESELARASAN KERJA SETIAP UNIT (APA YANG HARUS DILAKUKAN OLEH SUATU UNIT PASTI DI KETEHUI OLEH CU)

ALU Melakukan fungsi aritmatika (ADD,SUB,MUL,INC,DEC, OR, AND, NOT, NOR, NAND, EXOR)

RU Memori khusus dalam MPU yang berfungsi untuk penyimpanan sementara

Komponen Utama Sistem Mikroprosesor

Mikroprosesor Unit (MPU)

RAM

ROM

I/O

PEWAKTU

Sistem Bus

Data Bus

Address Bus

Control Bus

Bus Data

Perpindahan data antara MPU/CPU dengan komponen luar terjadi pada Bus Databidirectional

Data bus terdiri dari 8, 16, 32, 64 atau lebih saluran paralel.

CPU membaca/menulis data lokasi memori,Port. (melalui saluran Bus Data)

Banyak piranti akan terhubung pada data bus namun hanya ada satu piranti yang aktif dalam satu waktu akses.

Setiap piranti yang terhubung ke data bus harus menggunakan tri state buffer sehingga dapat berkeadaan floating/berimpedansi tinggi jika tidak sedang digunakan.

Mikroprosesor standar memiliki saluran bus data 8 bit dua arah artinya alih data atau informasi berlangsung pada 8 saluran paralel dari MPU ke unit lain diluar MPU atau dari unit lain di luar ke MPU.

Address Bus

Untuk menetapkan kemana data itu dikirim atau dari mana data itu diambil digunakan bus alamat (Address Bus)

Bus alamat bertugas menetapkan dan memilih satu lokasi memori atau satu lokasi I/O yang hendak diakses.

Bus alamat terdiri dari 16, 20, 24, atau lebih saluran sinyal paralel.

Address Bus

Pada saluran CPU mengirim alamat lokasi memori yang akan ditulisi atau lokasi memori yang akan dibaca.

Jumlah lokasi memori yang dapat dialamati oleh sebuah CPU ditentukan oleh jumlah bit address bus.

Jika jumlah bit address bus adalah N maka jumlah lokasi memori yang dapat dialamati =2N.

Control Bus

Bus Kendali (Control bus) terdiri dari 4 -10 saluran paralel.

CPU mengirim keluar atau menerima sinyal kendali melalui saluran bus kendali.

Bentuk-bentuk bus kendali adalah: Pembacaan memori, Penulisan ke memori, Pembacaan Port I/O, Penulisan Port I/O, Reset, Interrupt, Memori Request, I/O Request, dan sebagainya tergantung jenis CPU-nya.

Bus Kendali adalah seperangkat bit pengendali yang berfungsi mengatur:

1. Penyerempakan memori,

2. Penyerempakan I/O,

3. Penjadwalan MPU, Interupsi, DMA,

4. Pembentuk clock, dan reset.

INPUT/OUTPUT

merupakan bagian yang memungkinkan komputer untuk mengambil data dari luar atau mengirim data ke luar.

peripheral semacam keyboard, terminal: video/monitor, printer dan modem dihubungkan ke bagian I/O.

piranti yang digunakan untuk interface bus komputer ke peralatan luar disebut Port

EXECUTION SEQUENCE

Sebuah mikroprosesor harus dapat melakukan proses:

- Fetch Data atau mengambil data baik dari memori maupun dari I/O dengan proses Read Data.

- Process Data atau mengolah data dalam salah satu operasi Aritmetika atau Logika.

- Write Data atau menulis data ke memori atau I/O.

- Fetch Instruction atau mengambil instruksi yaitu membaca instruksi dari memori .

- Interpret Instruction atau menterjemahkan instruksi.

- Instruksi harus didekode untuk menentukan aksi dari suatu instruksi yang harus dilakukan.

EXECUTION SEQUENCE

Contoh suatu program menggunakan tiga perintah sebagai berikut:

1. Memasukkan sebuah nilai dari keyboard yang terhubung ke Port pada alamat 05h

2. Menambahkannya dengan 7 dari nilai yang terbaca

3. Mengeluarkan hasil penambahan ke display yang terhubung ke Port alamat 02h

EXECUTION SEQUENCE

Program yang dijalankan:

1. Membaca input dari Port 05.

2. Menambahkan nilai terbaca dengan 7.

3. Mengeluarkan hasil penjumlahan ke Port 02.

Alamat Memori

ISI (Biner)

ISI (Hex)

Operasi

00100h 1110 0100

E4 INPUT FROM

00101h 0000 0101

05 PORT 05h

00102h 0000 0100

04 ADD

00103h 0000 0111

07 07h

00104h 1110 0110

E6 OUTPUT TO

00105h 0000 0010

02 PORT 02h

PERKEMBANGAN MIKROPROSESSOR

TAHUN 1946 KOMPUTER MODERN PERTAMA DIBUAT DI UNIVERSITY OF PENNSYLVANIA USA UNIAC (ELECTRONIC NUMERICAL INTEGRATOR AND CALCULATOR) 17000 TABUNG HAMPA, 500 MIL KABEL, > 30 TON DAN DAPAT MENJALANKAN 100.000 OPERASI PER DETIK.

TAHUN 1971 INTEL MEMBUAT MIKROPROSESSOR 4004 4 BIT DAN 8080 8 BIT

TAHUN 1977 INTEL MEMPERKENALKAN 8085 MIKROPROSESSOR 8 BIT DENGAN FREKUENSI CLOCK LEBIH TINGGI

ZILOG MENGELURKAN MIKROPROSESSOR 8 BIT

TAHUN 1978 INTEL MENGELUARKAN MIKROPROSESSOR 16 BIT 8086

TAHUN 1979 INTEL MENGELUARKAN 8088

1981 IBM MEMBUAT PC MENGGUNAKAN MIKROPROSESSOR 8088 UNTUK MENJALANKAN APLIKASI SEPERTI SPREADSHEET DAN PENGOLAH KATA

TAHUN 1983 INTEL MENGELUARKAN MIKROPROSESSOR 16 BIT YAITU 80286 DENGAN KEMAMPUAN MEMORI 16 MB

TAHUN 1989 INTEL MENGELUARKAN MIRKOPROSESSOR 32 BIT 80386 DENGAN KEMAMPUAN MEMORY 4 GB

TAHUN 1989 INTEL MENGELUARKAN MIRKOPROSESSOR 32 BIT 80486 DENGAN KEMAMPUAN MEMORY 4 GB +8KB CACHE

TAHUN 1993 INTEL MEMPERKENALKAN MIKROPROSESSOR 32 BIT PENTIUM 1, TAHUN 1997 PENTIUM II, III DAN IV

TAHUN 2001 INTEL MENGELUARKAN INTEL XEON

TAHUN 2006 INTEL MENGELUARKAN CORE 2

Nama Prosesor Tahun Jumlah

Transistor

Micron Clock Speed Lebar Data MIPS

8080 1974 6000 6 2 MHz 8 bit 0,64

8088 1979 29.000 3 5 MHz 16 bit 0,33

80286 1982 134.000 1,5 6 MHz 16 bit 1

80386 1985 275.000 1,5 16 MHz 32 bit 5

80486 1989 1.200.000 1 25 MHz 32 bit 20

Pentium 1993 3.100.000 0.8 60 MHz 32 bit 100

Pentium II 1997 7.500.000 0,35 233 MHz 32 bit 400

Pentium III 1999 9.500.000 0,25 450 MHz 32 bit 1.000

Xeon 2001 13 Miliar 65nM 2.4 GHz 32 / 64 bit

Core 2 2006 1.7 Miliar 65nM 2.4 GHz 32 bit 1.5 Juta

Development Control Technology

Arah pengembangan mikroprosesor juga pada sistim kendali. Piranti ini digunakan sebagai alat kendali mesin yang "Smart" semacam oven microwave, Mesin Cuci, Mesin jahit, sistem pengapian. Peralatan mikroprosesor semacam ini disebut Mikrokontroler" Intel mengeluarkan 8051, Motorolla mengeluarkan MC 6801.

SEKIAN DAN TERIMAKASIH