Menjelaskan arsitektur internal mikroprosesor.
Sebelumnya mikroprosesor dijelaskan secara kotak hitam (black box), merupakan komponen elektronik digital dibuat dengan teknologi mikroelektronik sebagai pembangun sistem mikroprosesor atau mikrokomputer. Sebuah mikroprosesor siap diantarmukakan dengan peripheral mikroprosesor seperti memori dan input/output melalui bus sistem terdiri dari bus alamat, bus data dan bus kontrol. Sedangkan Unit Mikroprosesor (MPU - Microprocessor Unit) adalah mikroprosesor dengan tambahan komponen diluarnya sehingga telah siap memiliki bus alamat, bus data dan bus kontrol. Namun terdapat beberapa mikroprosesor tidak memerlukan tambahan komponen diluarnya karena telah memiliki bus alamat, bus data dan bus kontrol secara terpisah. Contohnya adalah mikroprosesor 8bit Z80.
Mikroprosesor yang tergolong sebagai General Purpose Microprocessor, banyak sekali ragam arsitektur internalnya mulai dari yang paling sederhana sampai yanh paling komplek. Dalam penjelasan ini akan dibandingkan beberapa aristektur internal dari mikroprosesor. Namun sebuah mikroprosesor secara umum terdiri dari bagian: ALU (Arithmetic Logic Unit), Control and Timing Unit, dan Array Register (Register Larik). Secara diagram blok sebuah mikroprosesor dapat digambarkan sebagai berikut:
ALU berfungsi sebagai bagian yang melakukan operasi aritmatik dan logika dalam memproses data. Bagian ini yang melakukan operasi bagian dalam mikroprosesor. Sedangkan Register Larik berfungsi untuk menyimpan data sementara hasil proses oleh mikroprosesor. Fungsinya hampir sama dengan piranti memori mikroprosesor dengan perbedaan bahwa: Memori berada diluar mikroprosesor sedangkan register berada didalam mikroprosesor, Memori diidentifikasi dengan alamat sedangkan register diidentifikasi oleh nama register oleh mikroprosesor. Bagian Timing & Control berfungsi sebagai pembangkit daur-waktu untuk antarmuka dengan peripheral pada bus alamat, data dan kontrol. Selain itu mengendalikan bus-bus tambahan lainnya seperti interupsi, DMA dan lain sebagainya, tergantung arsitektur mikroprosesor itu sendiri.
Arsitektur mikroprosesor pada saat ini banyak ragamnya, mulai yang paling sederhana hingga yang komplek. Dalam penjelasan disini akan dibandingkan beberapa arsitektur mikroprosesor yang tergalong pada mikroprosesor 8bit saja, akan tetapi yang diutamakan adalah mikroprosesor 8bit INTEL 8085. Karena fasilitas laboratorium yang ada dalam Laboratorium Sistem Digital, Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Brawijaya adalah mikroprosesor 8085.
Arsitektur mikroprosesor 8085
Mikroprosesor 8085 merupakan mikroprosesor 8bit produksi INTEL, diluncurkan sekitar tahun 1970. Lebih jelasnya lihat situs Sejarah Mikroprosesor INTEL. Pada jamannya sempat dijadikan sebagai mikroprosesor standar untuk sistem operasi CP/M. Arsitektur mikroprosesor INTEL 8085 diperlihatkan dalam Gambar berikut ini.
Sumber: Lembar Data INTEL 8085
Mikroprosesor 8085 ini dikemas dalam bentuk DIP (Dual Inline Package) dengan jumlah penyemat sebanyak 40 buah. Dibandingkan pendahulunya 8080, mikroprosesor 8085 hanya membutuhkan sumber tegangan tunggal 5V. Susunan penyemat mikroprosesor 8085 diperlihatkan dalam Gambar berikut.
Mikroprosesor 8085 memiliki jumlah Bus Alamat sebanyak 16bit dengan demikian dapat mengakses memori secara langsung sebanyak 216 alamat memori atau sebanyak 65535 alamat, sering disebut sebagai 64K x 8Bit atau 64KByte memori secara langsung.
Jumlah Bus Data adalah 8bit, dengan demikian dapat menghubungi peripheral dengan lebar data (Data Path Width) 8bit.
Mikroprosesor ini tidak memiliki buas alamat 16bit secara terpisah, melainkan bus alamat byte terendah (low significant byte) yaitu A0..A7 dimultiplek dengan Bus Data D0..D7. Dengan demikian mikroprosesor 8085 belum siap dijadikan sebagai Unit Mikroprosesor (MPU - Microprocessor Unit). Selain itu bus kontrol peripheral /MEMR, /MEMW, /IOR, dan /IOW belum terpisah sepenuhnya dan harus dibangkitkan dari sinyal kontrol /RD (penyemat 32), /WR (penyemat 31), IO/M (penyemat 34). Agar siap dijadikan sebagai MPU diperlukan beberapa komponen tambahan yaitu rangkaian bus demultiplexer (pemisahan bus D0..D7 dan A0..A7) dan rangkaian dekoder sinyal kontrol.
Register yang dimiliki mikroprosesor 8085 adalah:
o Register B, C, D, E, H, L. Dapat diperlakukan sebagai register 8bit atau pasangan register 8bit menjadi 16bit yaitu BC, DE dan HL. Register ini disebut sebagai User Register artinya register yang diperuntukkan pengguna agar bisa dilibatkan dalampemrograman.
o Register SP (Stack Pointer), berfungsi sebagai pointer tumpukan yaitu penyimpanan data dalam memori yang disusun secara bertumpuk.
o Register PC (Program Counter), berfungsi sebagai pointer alamat program yang akan dieksekusi.
1.1.2 Prosesor
Pada sebuah komputer, terdapat mikroprosesor yang digunakan untuk memproses data. Mikroprosesor ialah suatu chip yang berfungsi sebagai pemroses data dari input yang diterima pada suatu system digital. Mikroprosesor paling mudah ditemukan pada Komputer (Central Processing Unit). Mikroprosesor yang umum pada komputer biasanya bermerek INTEL, AMD, atau CYRIX. Saat ini kecepatan prosesor INTEL Pentium 4 sudah sampai 3 GHz. Semakin tinggi frekwensi prosesor dan lebar data (saat ini mencapai 64 Bit) maka semakin cepat pemrosesan yang dilakukan prosesor.
Mikroprosesor merupakan bagian yang sangat penting di dalam pengembangan ilmu pengetahuan dan teknologi. Pada tahun 1971, Intel memperkenalkan mikroprosesor pertama di dunia dengan seri 4004, yang digunakan untuk kalkulator. 4004 hanya mempunyai 2300 transistor dan merupakan chip 4 bit. Berselang 1 tahun kemudian, muncul mikroprosesor 8008, yang merupakan mikroprosesor 8 bit pertama dengan 3300 transistor. 2 tahun kemudian (tahun 1974) Intel memperkenalkan mikroprosesor general purpose, 8080 dengan 6000 transistor yang digunakan sebagai mikroprosesor untuk komputer di rumah-rumah.
1.1.3 Processor 8086
Pada tahun 1978, Intel memperkenalkan mikroprosesor 16 bit bernama 8086, yang mana merupakan pengembangan dari mikroprosesor sebelumnya yaitu 8080/8085.
8086 ialah mikroprosesor dengan lebar bus data sebesar 16 bit secara internal dan eksternal. Maksudnya ialah seluruh register lebarnya 16 bit dan ada bus data selebar 16 bit untuk mentransfer data ke dalam dan keluar CPU. Karena masih ada perangkat keras yang hanya berukuran 8 bit serta harga PCB dengan lebar 16 bit data yang sangat mahal, mikroprosesor ini mengalami masalah dengan lebar datanya. Oleh karena itu Intel meluncurkan mikroprosesor 8088 yang mampu menangani data 16 bit juga 8 bit data. Oleh karena itu pada tahun 1981 Intel mengubah komputer IBM menggunakan mikroprosesor 8088 yang ternyata sangat sukses di pasaran karena kompatibilitasnya.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar