MIKROPROSESSOR
MUKROKOMPUTER & MIKROKONTROLER
- Mikroprosessor
Mikroprosesor adalah serpih tunggal yang memilliki rangkaian aritmatika, logika dan pengendalian (Arithmetic Logic Unit / ALU dan Control Unit/ CU) dari suatu pemrosesan bertujuan umum, sistem pengendalian dan sistem penghitungan.
Kombinasi demikian kadang-kadang meliputi sejumlah pengingat (memory) dalam serpih Chip yang sama, yaitu unit pemrosesan pusat (Central Processing Unit) dari sistem, yang disebut prosessor. Serpih CPU tersebut dapat diperoleh dari berbagai pabrik dalam berbagai panjang kata : 4, 8, 12, 16, 32, dan 64 bit.
Teknologi yang digunakan adalah :
- PMOS- NMOS
- CMOS
- CCD
- BIPOLAR
- IIL
- VMOS
- DMOS
- Central Processing Unit (CPU)
CPU merupakan tempat pemrosesan intruksi-intruksi program. Pada mikrokomputer prosesor ini disebut mikroprosesor.
CPU terdiri dari dua bagian utama yaitu unit kendali (control unit) dan unit aritmatika dan logika (aritmetic dan logic unit). Disamping itu ada juga bebrapa simpanan yang berukuran kecil yang disebut register.
- Control Unit
Tugas dari Control Unit adalah :
- Mengatur dan mengendalikan alat-alat input dan output.
- Mengambil instruksi-instruksi dari main memory.
- Mengambil data dari main memory kalau diperlukan oleh proses.
- Mengirim instruksi ke ALU bila ada perhitungan aritmatika dan
perbandingan logika, serta mengawasi kerja ALU.
- Menyimpan hasil proses ke main memory.
- Arithmetic dan Logik Unit (ALU)
- Tugas utama dari ALU adalah melakukan semua perhitungan aritmatika atau
metematika yang terjadi sesuai instruksi program.
- Selain itu ALU juga melakukan keputusan dari operasi logika sesuai dengan instruksi
program.
- Register
Register merupakan simpanan kecil yang mempunyai kecepatan tinggi, lebih cepat sekitar 5 sampai 10 kaki dibandingkan dengan perekaman atau pengambilan data di main memory. Register digunakan untuk menyimpan instruksi dan data yang sedang di proses oleh CPU, sedang instruksi-instruksi dan data lainnya yang menunggu giliran untuk diproses di simpan di main memory.
- Array Processor
Bila sejumlah besar sebuah perhitungan harus dilakukan, untuk mempercepat waktu proses, dapat digunakan array prosessor. Sutau array prosesor atau co prosesor adalah prosesor terpisah yang dapat ditambahkan pada prosesor utamanya. Dengan array prosesor penghitungan arithmatika yang besar dan sulit dapat dilakukan dengan memecah atau membagi perhitungan tersebut dan dilakukan bersama-sama antara central prosessor dan array prosessor.
Kerena fungsi utama dari co-processor array processor adalah untuk perhitungan matematika yang rumit, maka disebut juga math-pocessor atau numeric data processor.
- Mengubah Mikroprocessor Menjadi Mikrokomputer
Untuk membentuk semua tugas yang diperlukan komputer, CPU harus dilengkapi dengan pengingat (memory) tambahan, jam (clock) adaptor pengantara keliling (PIA) untuk alat masukan ddan keluaran (I/O).
Gambar
Jumlah serpih (chip) pelengkap di mikropresesor pada gambar diatas berkisar dari 10 sampai 80 buah, dan dipasang pada suatu papanrangkaian cetak (Printed Circuit Board/PCB) jumlah ekivalen transistor pada papan tesebut bisa dari 100.000, bahkan sampai puluhan juta.
- Main Memory
CPU hanya dapat menyimpan data dan instruksi di registeer yang ukurannya kecil, sehingga tidak dapat menyimpan semua informasi yang dibutuhkan untuk keseluruhan proses dari program. Untuk mengatasi hal ini, maka dialat pemroses dilengkapi dengan simpanan yang kapasitasnya lebih besar, yaitu main storage atau disebut juga primery storage.
Main memory terdiri dari RAM dan
a. ROM
ROM hanya dapat dibaca saja, tidak bisa mengisi sesuatu pada
Bootstrap diperlukan pada waktu pertama kali sistem komputer diaktifkan – booting (cold booting/warm booting).
Instruksi-instruksi yang tersimpan di ROM disebut dengan mikroinstruction atau microcode. Disebut juga firmware karena hardware software dijadikan satu oleh pabrik.
b. RAM
RAM : semua data dan program yang dimasukkan lewat alat input, disimpan dulu di main memory khususnya di RAM (Random Access Memory). RAM merupakan memory yang dapat diakses (diisi / diambil isinya) oleh programer.
Struktur RAM dibagi menjadi 4 bagian
1. Input Storage : menampung input yang dimasukkan lewat input.
2. Program storage : menyimpan semua instruksi-instruksi program yang akan diproses.
3. Working storage : menyimpan data yang akan diolah dan hasil pengolahan.
4. Output storage : menampung hasil akhir dari pengolahan data yang akan ditampilkan ke alat output.
Input yang dimasukkan lewat alat input, pertama kali ditampung terlebih dahulu di input storage, bila input tersebut berbentuk program, maka dipindahkan ke program storage dan bila berbentuk data, akan dipindahkan ke working storage. Hasil dari pengolahan juga ditampung ke working storage dan hasil yang akan ditampilkan ke alat output dipindahkan ke output storage.
- Chace Memory
Beberapa CPU menggunakan suatu chace memory atau buffer memory dengan maksud supaya kerja CPU lebih efisien dan mengurangi waktu yang terbuang. Tanpa chace memory, CPU akan menunggu sampai data atau instruksi diterima dari amin memory atau menunggu hasil pengolahanselesai dikirim ke main memory, baru proses selanjutnya bisa dilakukan. Padahal proses dari main memory lebih lambat dibanding dengan kecepatan register. Chace Memory diletakkan di antara CPU dan main memory.
Chace memory harus lebih cepat dari main memory dan mempunyai ukuran yang cukup besar, tetapi tidak sebesar main memory.
- Mikrokontroler
Dalam mikrokontroler terdapat mikroprosessor, bus, clock/osilator, RAM, EPROM, timer dan port I/O sepeti halnya mikrokomputer, yang membedakan adalah fungsi mikroprosessor pada mikrokontroler sangat sederhana dansebatas sebagai pengontrol. Selain itu mikrokontroler bekerjanya menempel (embeded) pada suatu alat.
Seprti halnya mikrokomputer, mikrokontroler untuk beroperasi memrlukan program. Bahasa pemrograman yang dipakai adalah bahasa rakitan (assembly) yang sintaksis dan kompilasinya tergantung pabrik pembuat, misalnya MCS51 untuk 8051.
Mikrokontroler yang ada dipasaran adalah AT89C51 dari ATMEL, PIC16F84 dari Microchip Technology Inc. 8051 dari Intel.