Mikroprosesor - Pertemuan 2.pptx

SISTEM MIKROPROSESOR Pertemuan 2

Sistem Mikroprosesor ■ Sistem – Gabungan beberapa elemen atau komponen untuk membangun suatu fungsi tertentu

■ Mikroprosesor – IC yang dirancang bekerja sebagai pelaksana instruksi atau program, pengendali sistem serta sebagai pusat pengolah data digital

■ Sistem Mikroprosesor – Gabungan elemen atau komponen dimana mikroprosesor sebagai pusatnya untuk menerima, mengolah, dan mengirim data digital

Sistem Mikroprosesor ■ Mainframe Computer

Sistem Mikroprosesor ■ Mini Computer

Sistem Mikroprosesor ■ Micro Computer

Sistem Mikroprosesor ■ Microcontroller (Mikropengendali)

Sistem Mikroprosesor ■ Supercomputer

Arsitektur Sistem Mikroprosesor

Arsitektur Sistem Mikroprosesor ■ Mikroprosesor (MPU/CPU) ■ Memori – ROM (Read-Only Memory) – RWM (Read-Write Memory) / RAM (Random Access Memory)

■ Input-Output (I/O) devices – Input: keypad, keyboard – Output: LED, LCD, Monitor

■ Sistem Bus – Bus Data – Bus Alamat – Bus Kontrol

How it works? 1. Mikroprosesor mengakses alamat 2000 (7D0h) pada memori melalui bus alamat 2. Mikroprosesor mengirimkan perintah baca melalui bus kontrol 3. Memori mengidentifikasi alamat dan menyiapkan isi data (06h) pada alamat tersebut pada bus data 4. Mikroprosesor menerima data dari memori melalui bus data

Bus Kontrol ■ Jalur yang mengendalikan aktivitas lalu lintas data dan pengambilan instruksi ■ Dapat bersifat unidirectional atau bidirectional – Contoh: ■ ■ ■ ■

Pembacaan data dari memori atau I/O devices Penulisan data ke memori atau I/O devices Reset Interrupt

Bus Alamat ■ Jalur yang membawa data alamat pada memori maupun I/O devices

■ Bersifat unidirectional (1 arah) – Dari mikroprosesor ke memori atau port I/O

■ Lebar jalur menentukan banyaknya lokasi memori dan I/O devices yang dapat diakses – Jumlah lokasi = 2x (x = jumlah jalur bus alamat) – Contoh: ■ Bus alamat dengan lebar jalur 16 bit = 216 atau 65536 (64K) lokasi memori

Bus Data ■ Jalur yang membawa instruksi program dan data informasi

■ Bersifat bidirectional (2 arah) – Dapat membawa data dari memori atau port I/O ke mikroprosesor atau sebaliknya

■ Lebar jalur menentukan besarnya data (n-bit) pada setiap alamat memori dan I/O devices  menentukan jenis mikroprosesor – Contoh: ■ Mikroprosesor 8-bit  bus data dengan lebar jalur 8-bit = 1 alamat berisi 8-bit data

Memori ■ Tempat menyimpan data informasi dan program mikroprosesor

■ Karakteristik Memori: – Kapasitas memori ■ Jumlah bit yang dapat disimpan pada chip memori

– Organisasi/peta memori ■ chip memori dapat dipetakan menjadi 2𝑥 × 𝑦 bits dimana 2𝑥 menunjukkan jumlah lokasi yang dapat diakses – 𝑥 = jumlah address pin – 𝑦 = jumlah data pin

– Access time ■ kecepatan saat data pada memori diakses oleh memori

Memori ■ Contoh: – Sebuah chip memori mempunyai 12 address pin dan 4 data pin. Tentukan organisasi/peta memori dan kapasitasnya! – Sebuah chip memori dengan kapasitas 512K mempunyai 4 data pin. Tentukan organisasi/peta memori dan jumlah address pin! – Tentukan organisasi/peta memori dan kapasitas memori yang dapat diakses pada gambar di samping!

Memori ROM ■ Tempat menyimpan informasi (data) dan program secara permanen (nonvolatile memory) ■ Jenis ROM: – Mask ROM ■ ROM yang sudah diprogram dari awal fabrikasi

– PROM (Programmable ROM) ■ hanya dapat diisi satu kali

– EPROM (Erasable Programmable ROM) ■ dapat dihapus dengan sinar UV

– EEPROM (Electrically Erasable Programmable ROM) ■ dapat dihapus secara elektris

– Flash Memory EPROM ■ Jenis EEPROM dengan kecepatan hapus yang cepat

Memori RAM/RWM ■ Menyimpan data sampai power off/bersifat temporary atau sementara (volatile memory) ■ Dapat dibaca dan ditulis ■ Jenis RAM: – RAM Statik (SRAM) ■ Menyimpan data dengan menggunakan konfigurasi gerbang logika flip-flop

– RAM Dinamik (DRAM) ■ Tersusun dari sel-sel yang menyimpan data sebagai muatan listrik pada kapasitor

– Non-volatile RAM (NV-RAM) ■ RAM yang datanya bersifat permanen

Input-Output (I/O) ■ interface mikroprosesor dengan peralatan luar (peripheral) ■ Peripheral Input – Mengirim data ke mikroprosesor – Contoh: ■ Sensor ■ Switch (tombol/sakelar)

■ Peripheral Output – Menerima data dari mikroprosesor – Contoh peripheral output: ■ LED dan LCD ■ Motor DC

Peripheral Output Mikro prosesor

Peripheral Input

Input-Output (I/O) ■ Berdasarkan pola aliran data: D0

– Paralel ■ Cepat ■ Membutuhkan banyak I/O ■ Contoh:

– Serial ■ Hanya membutuhkan 2 I/O ■ Lebih lambat dari I/O Paralel ■ Contoh:

D1 D2 D3

Mikro prosesor

I/O Paralel

D4

SDA SCL

I/O Serial

Jenis Port Input-Output (I/O) ■ Berdasarkan cara pengaksesan: – Unprogrammable I/O ■ Fungsi port I/O sudah ditentukan sebagai input atau output ■ Terbatas dan tidak fleksibel ■ Mudah dalam mengakses port

– Programmable I/O ■ ■ ■ ■

Fungsi port I/O ditentukan dengan program Fleksibel Perlu adanya register yang menentukan fungsi port Banyak digunakan pada mikroprosesor saat ini

Mikroprosesor

Mikroprosesor ■ Komponen Utama: – ALU (Arithmetic Logic Unit) ■ melakukan operasi aritmatika dan logika

– Register Umum (General Purpose Register) ■ Menyimpan data sementara sebelum atau setelah diolah ALU

– Register Instruksi ■ Menyimpan dan menerjamahkan setiap instruksi program

– Program Counter (PC) ■ Mencacah setiap instruksi yang akan dieksekusi

– Flag Register ■ Menyimpan status dari hasil operasi aritmatika dan logika

How It works? ■ Misalkan terdapat instruksi untuk menjumlah bilangan dua buah bilangan: Register 15

P Q

0/1

IR 0/1

5

Instruksi

P

Q

ADD

0

0

20

SUB

0

1

10

MUL

1

0

75

DIV

1

1

3

ALU

Output