Mikroprosesor & Mikrokomputer Univ. Gunadarma 1 dari 5 halaman
Perkembangan Mikroprosesor
Setiap komputer yang kita gunakan didalamnya pasti terdapat mikroprosesor.
Mikroprosesor, dikenal juga dengan sebutan Central Processing Unit (CPU) artinya unit
pengolahan pusat. CPU adalah pusat dari proses perhitungan dan pengolahan data yang
terbuat dari sebuah lempengan yang disebut "chip". Chip sering disebut juga dengan
"Integrated Circuit (IC)", bentuknya kecil, terbuat dari lempengan silikon dan bisa terdiri
dari 10 juta transistor. Mikroprosesor pertama adalah intel 4004 yang dikenalkan tahun
1971, tetapi kegunaan mikroprosesor ini masih sangat terbatas, hanya dapat digunakan
untuk operasi penambahan dan pengurangan. Mikroprosesor pertama yang digunakan
untuk komputer di rumah adalah intel 8080, merupakan komputer 8 bit dalam satu chip
yang diperkenalkan pada tahun 1974. Tahun 1979 diperkenalkan mikroprosesor baru yaitu
8088. Mikroprosesor 8088 mengalami perkembangan menjadi 80286, berkembang lagi
menjadi 80486, kemudian menjadi Pentium, dari Pentium I sampai dengan sekarang,
Pentium IV. Untuk lebih lengkapnya, bisa melihat gambar dan tabel di bawah ini :
Perbandingan besar processor
Nama
Prosesor
Tahun
Keluar
Jumlah
Transistor Micron Clock speed Data width MIPS
8080 1974 6000 6 2 MHz 8 0,64
8088 1979 29.000 3 5 MHz 16 bits, 8 bit bus 0,33
80286 1982 134.000 1,5 6 MHz 16 bits 1
80386 1985 275.000 1,5 16 MHz 32 bits 5
80486 1989 1.200.000 1 25 MHz 32 bits 20
Pentium 1993 3.100.000 0,8 60 MHz 32 bits, 64 bit 100
Pentium II 1997 7.500.000 0,35 233 MHz 32 bits, 64 bit bus 400
Pentium III 1999 9.500.000 0,25 450 MHz 32 bits, 64 bit bus 1.000
Sumber : www.intel.com Keterangan Tabel :
1. Transistor berbentuk seperti tabung yang sangat kecil, terdapat pada Chip.
2. Micron adalah ukuran dalam Micron (10 pangkat -6), merupakan kabel terkecil dalam Chip
3. Clock Speed = kecepatan maksimal sebuah prosesor
4. Data width = lebar dari Arithmatic Logic Unit (ALU) / Unit pengelola aritmatika, untuk proses
pengurangan, pembagian, perkalian dan sebagainya.
5. MIPS = Millions of Instructions Per Second / Jutaan perintah per detik.
Lengkapnya dapat Anda lihat di http://students.ukdw.ac.id/~22971790/prosesor.htm
Mikroprosesor & Mikrokomputer Univ. Gunadarma 2 dari 5 halaman
DASAR MIKROPROSESOR DAN MIKROKONTROLER
Munculnya terminologi komputer sebenarnya berawal dari kebutuhan akan suatu alat yang dapat
dijalankan secara otomatis, memiliki kemampuan untuk mengerjakan hal yang diinginkan.
Perkembangan teknologi semikonduktor, dengan diawali penemuan transistor, telah membawa
kepada kemajuan teknologi elektronika sampai saat ini Komputer
Bagian fungsional utama sebuah komputer adalah Central Processing Unit/Unit Pemroses
Utama, Memori dan Sistem Input-Output. Disebut bagian fungsional karena ketiga komponen
inilah yang membentuk sebuah komputer dengan fungsinya masing-masing. Lebih jauh
mengenai fungsi ketiganya akan diterangkan pada bab berikutnya
Central Processing Unit/Unit Pemroses Utama
Mikroprosesor
Mikroprosesor adalah sebuah CPU yang dibangun dalam sebuah single chip semiconductor.
Mikroprosesor terdiri dari kalkulator yang terbagi dalam register dan ALU dan sebuah pengkode
serta unit pengontrol.
Dalam hubungan kerja dengan pulsa pembangkit berkala, (yaitu sebagai unit terpisah atau
sebagai komponen yang terpadu dalam mikroprosesor) unit pengontrol menjamin urutan yang
tepat dan urutan yang logis dari siklus yang berlangsung di dalam mikroprosesor, ditinjau dari
sistem keseluruhannya
Dalam tinjauan praktis dan aplikasi yang umum contoh dari sebuah mikroprosesor adalah
mikroprosesor 8080, 8086, prosesor intel 386, 486, pentium 100 Mhz, sampai dengan generasi
terbaru, AMD, prosesor Motorola, prosesor Texas Instrument
Mikrokontroler
Sebuah mikroprosesor yang digabungkan dengan I/O dan memori (RAM/ROM) akan
membentuk sebuah sistem mikrokomputer. Terilhami dengan CPU yang dapat dikonstruksi
dalam sebuah single chip semiconductor, maka sebuah mikroprosesor, I/O dan memori dapat
pula dibangun dalam level chip. Konstruksi ini menghasilkan Single Chip Microcomputer
(SCM). SCM inilah yang disebut sebagai mikrokontroler
Mungkin akan timbul pertanyaan, apakah perbedaan antara mikrokomputer dengan
mikrokontroler? Selain arsitekturnya, mikrokontroler jika dibandingkan dengan mikrokomputer
seperti IBM PC adalah penggunaan I/O interface dan media penyimpanan yang berbeda. Dalam
IBM PC media penyimpanan biasa menggunakan disket, maka pada mikrokontroler
menggunakan EPROM sebagai media penyimpanan
Sedangkan perbedaan antara mikroprosesor dengan mikrokontroler sudah jelas. Dalam
mikrokontroler, RAM serta I/O interface sudah masuk di dalamnya. Ini merupakan satu
keuntungan lebih dari mikrokontroler.
Dalam Hal penggunaannya, sistem mikrokontroler lebih banyak dipakai pada aplikasi yang
deterministik, artinya sistem ini dipakai untuk keperluan yang tertentu saja misalkan sebagai
pengontrol PID pada instrumentasi industri, pengontrol komunikasi data pada sistem kontrol
terdistribusi.
Mikroprosesor & Mikrokomputer Univ. Gunadarma 3 dari 5 halaman
ARSITEKTUR MIKROKOMPUTER
Sistem Komputer
Sistem Komputer yang kita ketahui dalam keseharian adalah yang terdapat pada PC. Suatu
sistem komputer bekerja dengan ditandai adanya interaksi antara komputer dan peripheral
(hadware-nya) dengan program dan sistem operasi (softwarenya).
Komputer (CPU) adalah “otak” dari sistem tersebut sedangkan peripheral menghubungkan
“otak” tersebut dengan dunia luar. Kerja suatu sistem komputer dioperasikan oleh sistem operasi
dan program.
Suatu sistem komputer terdiri atas tiga bagian utama:
1. CPU (Central Processing Unit)
CPU terdiri atas dua bagian yaitu:
CU (Control Unit) :
Ini adalah unit pengendali. Fungsi utama unit pengendali (CU) adalah mengambil, mengkode,
dan melaksanakan instruksi sebuah program yang tersimpan dalam memori. Unit pengendali
mengatur urutan operasi seluruh sistem. Unit ini juga menghasilkan dan mengatur sinyal
pengendali yang diperlukan untuk menyerempakkan operasi, juga aliran dan instruksi program.
ALU (Arithmetic Logic Unit):
Unit ini berfungsi melaksanakan operasi aritmatik serta operasi-operasi logika.
2. Memory Unit (Unit Penyimpan)
Unit-unit ini mengandung program-program yang bersangkutan dan data yang sedang diolah.
3. I/O (Unit Pengontrol Masukan dan Pengeluaran)
Unit ini melakukan hubungan dengan peripheral.
Sistem Mikrokomputer
Bila sebuah komputer dibangun dalam sebuah PCB tunggal maka disebut minikomputer. Dan
sebuah CPU yang dipakai dalam sebuah chip semikonduktor disebut mikroprosessor.
Mikrokomputer sendiri adalah sebuah komputer yang dikonstruksi dari sebuah mikroprosesor
dengan ditambahkan unit memori serta sistem I/O. Sistem mikrokomputer sama dengan yang
terdapat pada sistem komputer. Untuk menanggulangi berbagai macam kerja yang harus
dilakukan, biasanya diberikan “logika tambahan” atau rangkaian logika lain misalnya tri-state
buffer, buffer, decoder, multiplexer.
Ciri utama sistem mikrokomputer : hubungan yang berbentuk “bus”. (Istilah bus diambil dari
bahasa latin omnibus yang berarti kepada/untuk semua). Bus menunjukkan hubungan antara
komponen-komponen secara elektris. Bus meneruskan data, alamat-alamat (address) atau sinyal
pengontrol.
Mikroprosesor & Mikrokomputer Univ. Gunadarma 4 dari 5 halaman
Bagian-Bagian Sistem Mikrokomputer
Di atas telah dijelaskan susunan sistem mikrokomputer. Sistem mikrokomputer terdiri dari
bagian-bagian yang berfungsi sama penting.
1. CPU/Mikroprosesor
Mikroprosesor berfungsi sebagai unit pengolah utama (CPU). Unit ini terdiri dari sebuah
kalkulator dan unit pengontrol (CU). Unit kalkulator dari mikroprosesor terdiri dari register atau
daftar (sebuah memori sementara yang cepat dan kecil), ALU, register status (menunjukkan
keadaan sesaat dari perhitungan) dan sebuah pengkode.
2. Memori
a. RAM (Random Access Memory)
RAM adalah unit memori yang dapat dibaca dan/atau ditulisi. Data dalam RAM bersifat volatile
(akan hilang bila power mati). RAM hanya digunakan untuk menyimpan data sementara, yaitu
data yang tidak begitu penting (tidak masalah bila hilang akibat aliran daya listrik terputus). Ada
dua macam RAM yaitu RAM statik dan RAM dinamik. RAM statik adalah flipflop yang terdiri
dari komponen seperti resistor, transistor, dioda dan sebagainya. Setiap 1 bit informasi tersimpan
hingga sel “dialamatkan” dan “ditulis-hapuskan”. Keuntungan dari RAM statik adalah akses atau
jalan masuk yang bebas ke setiap tempat penyimpanan yang diinginkan, dan karena itu
kecepatan masuk ke dalam memori terhitung relatif tinggi. RAM dinamik menyimpan bit
informasi sebagai muatan. Sel memori elementer dibuat dari kapasistansi gerbang-substrat
transistor MOS. Keuntungan RAM dinamik adalah sel-sel memori yang lebih kecil sehingga
memerlukan tempat yang sempit, sehingga kapasistas RAM dinamik menjadi lebih besar
dibanding RAM statik. Kerugiannya adalah bertambahnya kerumitan pada papan memori, karena
diperlukannya rangkaian untuk proses penyegaran (refresh). Proses penyegaran untuk kapasitor
ini dilakukan setiap 1 atau 2 mili detik.
b. ROM (Read Only Memory)
ROM merupakan memori yang hanya dapat dibaca. Data tidak akan terhapus meskipun aliran
listrik terputus (non-volatile). Karena sifatnya, program-program disimpan dalam ROM.
Beberapa tipe ROM:
- ROM Murni : yaitu ROM yang sudah diprogram oleh pabrik atau dapat juga program yang
diminta untuk diprogramkan ke ROM oleh pabrik.
- PROM (Programmable Random Access Memory) : ROM jenis ini dapat diprogram sendiri
akan tetapi hanya sekali pakai (tidak dapat diprogram ulang).
- EPROM (Erasable Programmable Random Access Memory) : yaitu jenis ROM yang dapat
diprogram dan diprogram ulang.
c. Input/Output (I/O)
Mikroprosesor & Mikrokomputer Univ. Gunadarma 5 dari 5 halaman
Piranti Input/Output (I/O interface) dibutuhkan untuk menghubungkan piranti di luar sistem. I/O
dapat menerima/memberi data dari/ke mikroprosesor. Untuk menghubungkan antara I/O
interface dengan mikroprosesor dibutuhkan piranti address. Dua macam I/O interface yang
dipakai yaitu: serial dan paralel. Piranti serial (UART/universal asynchronous receivertransmitter)
merupakan pengirim-penerima tunggal (tak serempak). UART mengubah masukan
serial menjadi keluaran paralel dan mengubah masukan paralel menjadi keluaran serial. PIO
(paralel input output) merupakan pengirim-penerima serempak. PIO dapat diprogram dan
menyediakan perantara masukan dan keluaran dasar untuk data paralel 8 bit.
Sistem Bus
Bus menghubungkan semua komponen dalam unit mikrokomputer. Ada tiga tipe bus yaitu:
- Data Bus (bus-D) : bus dengan delapan penghantar, data dapat diteruskan dalam arah bolakbalik
(lebar data 8 bit) yaitu dari mikroprosesor ke unit memori atau modul I/O dan sebaliknya.
- Control Bus (bus-C) : meneruskan sinyal-sinyal yang mengatur masa aktif modul
mikrokomputer yang sesuai dengan yang diinginkan menurut kondisi kerja.
- Address Bus (bus-A) : meneruskan data alamat (misal alamat 16 bit), dari penyimpan atau dari
saluran masukan/keluaran yang diaktifkan pada saat tertentu.
Hubungan dalam masing-masing bus berupa kabel paralel 8 bit (jalur) maupum 16 bit (jalur).
