Kelas : TI 11 A
Nim : 11.11.2315
Pengalamatan dan Perkembangan Mikroprosesor
Sebuah
mikroprosesor (sering dituliskan: µP atau uP) adalah sebuah central processing
unit (CPU) elektronik komputer yang terbuat dari transistor mini dan
sirkuit lainnya di atas sebuah sirkuit terintegrasi semikonduktor.
Sebelum berkembangnya
mikroprosesor, CPU elektronik terbuat dari sirkuit terintegrasi TTL terpisah;
sebelumnya, transistor individual; sebelumnya lagi, dari tabung vakum. Bahkan
telah ada desain untuk mesin komputer sederhana atas dasar bagian mekanik
seperti gear, shaft, lever, Tinkertoy, dll.
Evolusi
dari mikroprosesor telah diketahui mengikuti Hukum Moore yang merupakan
peningkatan performa dari tahun ke tahun. Teori ini merumuskan bahwa daya
penghitungan akan berlipat ganda setiap 18 bulan, sebuah proses yang benar
terjadi sejak awal 1970-an; sebuah kejutan bagi orang-orang yang berhubungan.
Dari awal sebagai driver dalam kalkulator, perkembangan kekuatan telah menuju
ke dominasi mikroprosesor di berbagai jenis komputer; setiap sistem dari
mainframe terbesar sampai ke komputer pegang terkecil sekarang menggunakan
mikroprosesor sebagai pusatnya.
Karakteristik
Mikroprosesor
Berikut
adalah karakteristik penting dari mikroprosesor :
- Ukuran bus data internal (internal data bus size): Jumlah saluran yang terdapat dalam mikroprosesor yang menyatakan jumlah bit yang dapat ditransfer antar komponen di dalam mikroprosesor.
- Ukuran bus data eksternal (external data bus size): Jumlah saluran yang digunakan untuk transfer data antar komponen antara mikroprosesor dan komponen-komponen di luar mikroprosesor.
- Ukuran alamat memori (memory address size): Jumlah alamat memori yang dapat dialamati oleh mikroprosesor secara langsung.
- Kecepatan clock (clock speed): Rate atau kecepatan clock untuk menuntun kerja mikroprosesor.
- Fitur-fitur spesial (special features): Fitur khusus untuk mendukung aplikasi tertentu seperti fasilitas pemrosesan floating point, multimedia dan sebagainya.
Sekilas
Sejarah Mikroprosesor
Mikroprosesor
adalah sebuah chip (IC) yang bekerja dengan program. Fungsi Mikroprosesor
adalah sebagai pengontrol atau pengolah utama dalam suatu rangkaian elektronik Mikroprosesor
biasa disebut juga CPU (Central Processing Unit).
Cara kerja sebuah Mikroprosesor diarahkan oleh suatu program
dalam kode-kode bahasa mesin yang telah dimasukkan terlebih dahulu ke dalam
sebuah memori. Di dalam Mikroprosesor minimal
terdiri dari rangkaian digital, register, pengolah logika aritmatika, rangkaian
sekuensial.Sejarah Mikroprosesor.
- Th. 1946 : Komputer modern pertama dibuat di University of Pennsylvania USA yang disebut ENIAC (Electronics Numerical Integrator and Calculator.
- ENIAC terdiri dari 17.000 tabung hampa, 500 mil kabel, berat > 30 ton, dapat menjalankan 100.000 operasi per detik, diprogram dengan mengatur jalur kabel pada rangkaiannya.
- Th. 1948 : Transistor pertama dibuat di Bell Labs, USA.
- Th. 1958 : IC (Integrated Circuit) pertama dibuat oleh Jack Kilby dari Texas Instrument, USA.
- Penemuan IC ini mendorong pengembangan IC Digital (1960), dan mikroprosesor pertama oleh Intel (1971).
- Mikroprosesor pertama di dunia adalah Intel 4004 merupakan prosesor 4-bit, Kebanyakan Kalkulator masih berbasis mikroprosesor 4-bit.
- Th. 1971 : Intel mengeluarkan mikroprosesor 8-bit yaitu Intel 8008.
- Th. 1973 : Intel memperkenalkan mikroprosesor 8-bit modern pertama Intel 8080 (10x lebih cepat dari 8008), dan diikuti Motorola MC6800.
- Th. 1977 : Intel memperkenalkan 8085 yang merupakan mikroprosesor 8-bit terakhir yang dibuat Intel dengan frek.clock dan kecepatan lebih tinggi.
- Perusahaan lain yang mampu menyaingi Intel 8085 adalah Zilog Corporation dengan Z80.
- Th. 1978 : Intel mengeluarkan mikroprosesor 16-bit yaitu 8086, setahun kemudian mengeluarkan 8088 dengan kecepatan eksekusi dan memori lebih besar dari 8085, serta mulai digunakannya cache memori (sistem antrian yang mengatur pemberian instruksi sebelum menjalankannya).
- Intel 8086/8088 disebut juga CISC (Complex Instruction Set Computer) karena jumlah dan kompleksitas instruksinya.
- Th. 1981 : IBM membuat PC menggunakan mikroprosesor 8088 untuk menjalankan aplikasi seperti spreadsheet dan pengolah kata.
- Th. 1983 : Intel mengeluarkan mikroprosesor 16-bit 80286, dengan kemampuan memori 16 MB.
- Th. 1986 : Intel mengeluarkan mikroprosesor 32-bit pertama 80386, dengan kemampuan memori 4 GB.
- Th. 1989 : Intel mengeluarkan mikroprosesor 32-bit 80486, dengan kemampuan memori 4 GB + 8K Cache.
- Th. 1993 : Intel memperkenalkan mikroprosesor 32-bit Pentium I, Th. 1997 Pentium II,kemudian berturut-turut Pentium III dan Pentium 4 pada Th. 2000, dimana mulai digunakan teknologi memori RAMBUS menggantikan teknologi SDRAM.
A.
Pengertian
Definisi:
Mikroprosesor adalah suatu chip (IC=integrated circuits) yang di dalamnya
terkandung rangkaian ALU (arithmetic-logic unit), rangkaian CU (control unit),
dan register-register. Mkroprosesor disebut juga dengan CPU (Central Processing
Unit)
ALU:
menyediakan fungsi pengolahan
CU:
mengontrol fungsi prosesor
Register:
penyimpan sementara dalam mikroprosesor
B.
Jenis Mikroprosesor
Mikroprosesor
dan keluarga komponen sejenis seperti memori dan rangkaian I/O dibuat dengan
berbagai teknologi bahan. Beberapa dari teknologi tersebut adalah TTL
(Transistor-transistor Logic), STTL (Schottky-clamped TTL), LSTTL ( Low
Power STTL), ECL (Emitter Coupled Logic), IIL (Integrated-injection Logic),
PMOS (P-Channel Metal Oxide
Semiconductor), NMOS (N-Channel
Metal Oxide Semiconductor), CMOS (Complementary MOS), dan HSCMOS (High
Speed CMOS).
Atas Dasar Teknologi Bahannya
Prosesor
Teknologi Konsumsi Daya Instruksi
Siklus
•INTEL 8008
PMOS
420mW 10us
•INTEL 8085
NMOS
400mW
1,3us
•INTEL 80286
HCMOS 2500mW
0,1us
•RCA 1802C
CMOS
400mW 6,4us
•MOTOROLA MC6800 NMOS
600mW
2,0us
•MOTOROLA MC68000
HCMOS
1750mW
0,08us
•MOS Technology 6502
NMOS
250mW
3,0us
•National 32032
HCMOS
1000mW
0,1us
•Zilog Z80
NMOS
400mW
1,3us
Atas
Dasar Lebar Bus Data dan Pabrik Pembuatnya
Prosesor
Pabrik Lebar Data Teknologi
Tahun
4004
INTEL
4-bit
PMOS 1971
4040
INTEL
4-bit
PMOS 1971
PPS-4
Rockwell 4-bit
PMOS 1972
8008
INTEL
8-bit
PMOS 1972
8080
INTEL 8-bit
NMOS 1974
F8
Fairchild
8-bit
NMOS 1974
6800
Motorola
8-bit
NMOS 1974
Z80
Zilog
8-bit
NMOS 1976
6801 Motorola
8-bit
NMOS 1978
6809
Motorola
8-bit
NMOS 1978
9900 Texas Inst.
16-bit
NMOS 1976
68000
Motorola
16-bit NMOS
Z8000
Zilog
16-bit NMOS
C.
Arsitektur Mikroprosesor
1. Program DEBUG
•DEBUG merupakan program yang berjalan di atas sistem
operasi DOS yang dapat digunakan untuk mengeksplorasi resources yang dimiliki
prosesor 8086. Menjalankan DEBUG:
C:\DEBUG
•Melalui DEBUG kita dapat menulis instruksi assembly,
menjalankan instruksi assembly, melihat isi register, melihat isi memori maupun
memodifikasi isi memori.
2. Mode Pengalamatan Pada Mikroprosesor Keluarga 8086
•Merupakan cara memberikan perintah transfer/pemindahan data
dari lokasi satu ke lokasi lainnya.
•Lokasi pemindahan data dapat meliputi: register, alamat
memori, maupun piranti I/O
Pemrogram (manusia) menulis instruksi dalam format assembly,
selanjutnya oleh compiler (program) diubah menjadi format heksadesimal dan
disimpan dalam memori
Untuk
mempelajari mode pengalamatan dapat digunakan program DEBUG. Jalankan program
DEBUG, kemudian berikan perintah A untuk menulis program assembly. Tulis
program assembly seperti berikut ini!
MOV
AL,15
MOV
BL,21
MOV
CX,1A2B
MOV
DX,5678
Setelah
program ditulis, coba jalankan ke-4 instruksi tersebut dengan memberi perintah
trace dengan mengetik T diikuti ENTER sebanyak 4 kali!
3.
Mode Pengalamatan Register (Register Addressing)
Register
addressing adalah mode pengalamatan yang digunakan untuk mentransfer data
(byte/word) dari register sumber ke register tujuan.
4.
Mode Pengalamatan Tak Langsung (Indirect Addressing)
Merupakan
mode pengalamatan untuk mentransfer DATA/byte/word antar register dan lokasi
yang alamatnya ditunjukkan oleh isi suatu register.
5.
Base Plus Index Addressing
Yaitu mode
pengalamatan yang digunakan untuk mentransfer byte/word antar register dan
memori yang alamatnya ditunjukkan oleh jumlah register base dan index.
Bentuk1:
MOV [BX + SI], AX
Bentuk2:
MOV AX,[BX+SI]
Tugas2:
Susun
intruksi dalam bahasa assembly untuk memindahkan isi akumulator AX yakni
A1B2 ke alamat memori 10500 heksadesimal dengan menggunakan mode
pengalamatan base plus index, anggap segmen yang digunakan DS = 1000 dan
register indeks yang digunakan SI = 300
6.
Register Relative Addressing
Yaitu mode
pengalamatan untuk tranfer byte/word antar register dan memori yang alamatnya
ditunjukkan oleh isi suatu register dan jaraknya (displacement)
7.
Base Relative Plus Index Addressing
Merupakan
mode pengalamtan yang digunakan untuk mentransfer byte/word antar register dan
memori yang alamatnya ditunjukkan oleh suatu register base dan register index
ditambah displacement nya
Memori
A.
ROM (Read Only Memory)
ROM
Merupakan chip (IC=integrated circuit) yang menyediakan fungsi penyimpanan data
yang bersifat “hanya dapat dibaca saja, tidak dapat ditulisi”, dan sifat
penyimpanannya permanen (jika catudayanya ditiadakan, isi ROM tetap ada). Tipe
memori ini sering disebut sebagai memori yang tidak mudah berubah (nonvolatile
memory).
1. PROM (Programmable ROM)
PROM merupakan ROM yang isinya diprogram oleh pabriknya.
Jenisnya: ROM Matriks Diode/Transistor BJT/FET
2. EPROM (Erasable PROM)
EPROM Adalah ROM yang dapat dihapus dan diprogram isinya
oleh pengguna. UV-EPROM adalah ROM yang isinya dapat dihapus dengan sinar Ultra
Violet. Untuk memrogram ROM ini digunakan EPROM Programmer
3. EEPROM (Electrically EPROM)
flash ROM
yang isinya dapat dihapus dan diprogram secara elektris. Contoh: CMOS Setup
pada PC. Jika ingin mengubah konfigurasi PC, maka pada saat booting tekan
tombol Del sehingga muncul informasi konfigurasi yang akan diubah. Pengubahan
konfigurasi, pada dasarnya adalah memrogram CMOS/EEPROM secara elektris.
B.
RAM (Random Access Memory)
RAM
Merupakan chip yang menyediakan fungsi penyimpanan data yang bersifat “dapat
dibaca dan ditulisi”, dan sifat penyimpanannya sementara (jika catudayanya
ditiadakan, isi RAM hilang)
1.
Dynamic RAM (DRAM)
Merupakan
RAM yang sel-selnya menggunakan kapasitor sehingga: (1) datanya tidak
stabil/dinamis sehingga diperlukan rangkaian “refresh”, (2) lebih lambat, (3)
kepadatan komponen tinggi/kapasitas besar, (4) lebih murah
a.
Operasi Read DRAM
•Alamat baris (A1A0) ditempatkan pada pin alamat lewat bus
alamat
•Pin RAS diaktifkan agar sinyal-sinyal alamat baris
menempati input dekoder alamat baris.
•Dekoder alamat baris memilih baris data yang diinginkan
yang akan dikirim ke buffer out
•Pin CS dan R/W diaktifkan pada mode read
•Alaman kolom (A3A2) ditempatkan pada pin alamat lewat bus
alamat
•Pin CAS diaktifkan untuk menempatkan sinyal alamat pada
input dekoder kolom. Pin ini selalu memberikan Output Enable, setiap sinyal CAS
diberikan
•Data akan ditempatkan pada .Dout
•RAS dan CAS dinonaktifkan untuk melaksanakan operasi
berikutnya
b. Operasi Write DRAM
•Data yang akan disimpan ditempatkan pada Din
•Pin RAS diaktifkan agar sinyal-sinyal alamat baris
menempati input dekoder alamat baris.
•Dekoder alamat baris memilih lokasi baris yang akan
ditempati data dari buffer in
•Pin CS dan R/W diaktifkan pada mode write
•Alaman kolom (A3A2) ditempatkan pada pin alamat lewat bus alamat
•Pin CAS diaktifkan untuk menempatkan sinyal alamat pada
input dekoder kolom.
•Data akan ditempatkan pada alamat pada array sesuai yang
diinginkan
•RAS dan CAS dinonaktifkan untuk melaksanakan operasi
berikutnya
0 komentar:
Posting Komentar