Operasi Dasar Mikroprosesor

Operasi Dasar Mikroprosesor

Komponen utama sebuah sistem Mikroprosesor tersusun dari lima unit pokok: unit mikroprosesor atau Microprocessor Unit ( MPU) atau CPU, unit memori baca atau Read Only Memory (ROM), unit memori baca tulis atau Read Write Memory (RWM), unit masukan keluaran terprogram atau Programmable Input Output(PIO) dan unit detak/Clock.

Gambar  Blok Diagram Sistem Mikroprosesor

MPU adalah sebuah CPU yang tersusun dari tiga bagian pokok yaitu:

·         Control Unit (CU)

·         Arithmetic Logic Unit (ALU)

·         Register Unit (RU)

Sebagai CPU, MPU bekerja dan melakukan fungsi dasar yaitu fungsi Logika dan Aritmetika. Fungsi Logika antara lain fungsi AND, OR, XOR, CPL, dan NEG. Sedangkan fungsi Aritmetika antara lain: ADD, SUB, ADC, SBC, INC, dan DEC.

Disamping fungsi pengolahan Aritmetika dan Logika MPU juga melakukan fungsi pengalihan data dengan menggunakan perintah MOV, atau LOAD, EXCHANGE, PUSH, dan POP. Untuk menyimpan program dan data yang digunakan pada sistem Mikroprosesor harus dilengkapi dengan Memori.

Jadi memori mutlak diperlukan dalam Sistim Mikroprosesor. Tanpa ada memori Sistim Mikroprosesor tidak dapat bekerja terutama memori program dalam ROM.

I/O unit dipersiapkan untuk menghubungkan MPU dengan alat-alat input-output luar sepertiKeyboard, Monitor, Printer, Mouse, dan sebagainya.

Sistim Bus

Mikroprosesor berkomunikasi dengan unit memori, unit I/O menggunakan saluran yang disebut dengan BUSS. Setiap Mikroprosesor dilengkapi dengan tiga bus sebagai berikut:

Tabel Sistem Bus

Nama Buss	Sifat	Arah Data dari CPU	Jumlah Saluran
Bus Data	Dua arah	Masuk dan Keluar	8 bit
Bus Alamat	Satu arah	Keluar	16 bit
Bus Kendali	Satu arah	Masuk dan Keluar	10–12 bit

Alih data diantara MPU dengan komponen luar berlangsung pada Bus Data. Mikroprosesorstandar memiliki saluran bus data 8 bit dua arah artinya alih data atau informasi berlangsung pada 8 saluran paralel dari MPU ke unit lain diluar MPU atau dari unit lain di luar ke MPU.

Untuk menetapkan kemana data itu dikirim atau dari mana data itu diambil di gunakan bus alamat. Bus alamat bertugas menetapkan dan memilih satu lokasi memori atau satu lokasi I/O yang hendak di akses.

Bus Kendali adalah seperangkat bit pengendali yang berfungsi mengatur: (1) Penyerempakan memori, (2) Penyerempakan I/O, (3) Penjadualan MPU, Interupsi, DMA , (4) Pembentuk Clock, dan Reset.

Gambar Blok Diagram Sistem Bus

Perkembangan Mikroprosesor

Mikroprosesor sebagai komponen utama dalam Sistim Mikroprosesor dapat dikelompokkan menurut: (a) Teknologi yang digunakan; (b) Jumlah Bit Data; (c) Kemampuan atauKarakteristik Mikroprosesor.

Tabel 2 menunjukkan pengelompokan perkembangan Mikroprosesor.

Tabel Pengelompokan Mikroprosesor

Disamping teknologi PMOS (Metal-Oxide Semiconductor kanal P) dan teknologi NMOS (Metal-Oxide Semiconductor kanal N) yang paling banyak digunakan sebagai teknologi pembuatan mikroprosesor masih ada teknologi lain yaitu:

·         Teknologi CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor )

·         Teknologi CMOS-SOS (teknologi CMOS menggunakan subtrat Sphir- Silicon–On–Sapphire)

·         Teknologi Bipolar jenis ECL (Emitter–Coupled–Logic)

·         Teknologi Bipolar jenis Schottky

·         Teknologi Bipolar jenis I2L (Integrated–Injection–Logic)

·         Mengingat makin banyaknya macam dan jenis Mikroprosesor yang ada sampai saat ini, maka sebagai pemakai kita perlu menentukan macam komponen yang paling sesuai dengan keperluan kita. Dalam memilih komponen Mikroprosesor beberapa hal pertimbangan perlu dikaji misalnya:

·         Pertimbangan Sistim meliputi karakteristik sistim, jumlah Supplier, harga, dan ketersediaan.

·         Pertimbangan Hardware meliputi jumlah bit data, macam, kemampuan dan waktu instruksi dan macam bahasa.

Clock

Merupakan bagian dari Sistim Mikroprosesor yang mengatur denyut kerja MPU. SehinggaFrekuensi Clock berkaitan dengan kecepatan kerja komputer. Beberapa jenis MPU ada yang menggunakan detak sistim tunggal dan ada juga sistim ganda (dual fase). Detak dapat dibangkitkan menggunakan sistim diskrit atau IC khusus. Intel memperkenalkan IC 8224 untuk penggerak detak.

Pengendalian Sistem Mikroprosesor

MPU dalam suatu sistem mikroprosesor dalam fungsinya sebagai pengendali sistem bekerja sebagai:

·         Pengendali sistim

·         Pengendali bus/saluran

·         Dikendalikan oleh alat luar.

Pada Tabel berikut digambarkan Ekivalensi sinyal-sinyal kendali beberapa jenisMikroprosesor.

Tabel Sinyal Kendali Mikroprosesor

Penyerempakan memori dan penyerempakan I/O pada pokoknya analogis. Digunakan prosedur jabat tangan. Dalam operasi “baca” suatu status sinyal “siap” (Ready) akan menunjukkan tersedianya data. Kemudian data dialihkan ke bus data. Pada beberapa alat I/O dibangkitkan suatu sinyal “pengakuan” (ackowledge) untuk memberitahukan penerimaan data. Pembangkitan sinyal pengakuan ini menggunakan sistim tak serempak (Asinkron). Pada sistem sinkron tidak diperlukan adanya pembangkitan sinyal pengakuan.

 Ciri dari sistem sinkron adalah:

·         Kecepatan yang lebih tinggi

·         Jumlah saluran bus pengendali lebih sedikit

·         Pembatasan kecepatan pada alat-alat I/O.

Pada sistem asinkron tercirikan adanya:

·         Jumlah saluran bus pengendali lebih banyak

·         Memungkinkan penggunaan piranti berkecepatan berbeda dalam satu sistem yang sama.