Pengantar Sistem 2001, Arry Akhmad Arman Laboratory for Signal & Systems Electrical Engineering Department Bandung Institute of Technology email : aa@lss.ee.itb.ac.id Pengertian adalah suatu pemroses mikro yang dapat menjalankan suatu urutan instruksi (program) untuk mencapai suatu tujuan/fungsi tertentu. Untuk menjalankan fungsinya, suatu mikroprosesor biasanya memerlukan dukungan (Read Only Memory), untuk menyimpan program (Random Access Memory), untuk menyimpan data I/O unit, sebagai interface untuk mengambil data dari luar dan mengeluarkan data hasil proses 2001, ARRY AKHMAD ARMAN - Electrical Engineering Dept. of ITB 2 1
Saluran Standar Clock Sumber Tegangan Bus adalah kumpulan saluran yang memiliki fungsi sejenis Bus alamat menentukan kapasitas memori yang dapat diakses Bus data menentukan lebar saluran untuk transfer data dari/ke mikroprosesor terdiri dari saluran untuk mengatur komunikasi dengan device pendukung mikroprosesor 2001, ARRY AKHMAD ARMAN - Electrical Engineering Dept. of ITB 3 Faktor Penentu Kinerja Clock Speed (mis : Pentium 100 MHz, Pentium 1.3 GHz) Lebar Lebar Bus Speed Arsitektur (cache memory, pipeline, dll) 2001, ARRY AKHMAD ARMAN - Electrical Engineering Dept. of ITB 4 2
Evolusi Intel : 4004, 8008, 8086, 80286, 80486, Pentium, Pentium Pro Motorola : Zilog : Z80, Z8000 2001, ARRY AKHMAD ARMAN - Electrical Engineering Dept. of ITB 5 Konfigurasi Standar Sistem BUS ALAMAT BUS DATA BUS KONTROL Keyboard I/O Display 2001, ARRY AKHMAD ARMAN - Electrical Engineering Dept. of ITB 6 3
Saluran-Saluran Pada Clock Sumber Tegangan A0 A1 A2... A(N-1) Bus alamat terdiri dari N buah saluran alamat Bus alamat yang terdiri dari N buah saluran dapat mengakses (2 pangkat N) lokasi alamat yang berlainan. Bus alamat digunakan untuk menentukan alamat memori atau I/O yang ingin diakses. 2001, ARRY AKHMAD ARMAN - Electrical Engineering Dept. of ITB 7 Saluran-Saluran Pada Clock Sumber Tegangan D0 D1 D2... D8 Bus data biasanya terdiri dari 8 bit (1 byte) atau kelipatan dari 8 bit Bus data digunakan untuk lalu lintas data dari/ke mikroprosesor 2001, ARRY AKHMAD ARMAN - Electrical Engineering Dept. of ITB 8 4
Saluran-Saluran Penting Pada Clock Sumber Tegangan MEMRQ IORQ INTR Berikut ini adalah beberapa contoh saluran penting yang selalu ada dalam bus kontrol suatu mikroprosesor MEMRQ = Memory Request, menyatakan adanya instruksi akses memory IORQ = IO Request, menyatakan adanya instruksi input atau output = operasi baca = operasi tulis INTR = Interupsi 2001, ARRY AKHMAD ARMAN - Electrical Engineering Dept. of ITB 9 Baca Tulis Memori dan I/O Aktif Aktif MEMRQ aktif Operasi tulis Ke memori Operasi baca Ke memori MEMRQ IORQ INTR IORQ aktif Operasi tulis Ke I/O Operasi tulis Ke I/O Pada saat membaca atau menulis, bus alamat akan memberikan informasi mengenai lokasi alamat yang ingin ditulis atau dibaca. Data akan ditransfer melalui bus data 2001, ARRY AKHMAD ARMAN - Electrical Engineering Dept. of ITB 10 5
Contoh Instruksi dan Status Saluran Kode Instruksi Penjelasan Kondisi Saluran-Saluran IN $0A OUT $15, $FF $2000 $200F,$3E Baca data dari saluran I/O dengan alamat $0A (data disimpan dalam ACC) Keluarkan data dengan nilai $FF di saluran I/O alamat $15 Baca data dari lokasi memori dengan alamat $2000 Tulis data $3E ke lokasi memori dengan alamat $200F IORQ dan aktif Saluran alamat = 0000 1010 Saluran data siap menerima data Data yang dibaca disimpan di ACC IORQ dan aktif Saluran alamat = 0001 0101 Saluran data = 1111 1111 MEMRQ dan aktif Sal alamat = 0010 0000 0000 0000 Sal data siap menerima data Data yang dibaca disimpan di ACC MEMRQ dan aktif Sal alamat = 0010 0000 0000 0010 Sal data = 0011 1110 2001, ARRY AKHMAD ARMAN - Electrical Engineering Dept. of ITB 11 ENABLE Random Access Memory adalah memori yang biasanya bersifat volatile (hanya berfungsi sebagai memori pada saat ada tegangan kerja) digunakan untuk menyimpan data selama sistem mikroprosesor dioperasikan. Kapasitas ditentukan oleh jumlah saluran alamat 2001, ARRY AKHMAD ARMAN - Electrical Engineering Dept. of ITB 12 6
Saluran Penting ENABLE Random Access Memory Bus alamat menentukan lokasi memori yang akan diakses Bus data digunakan untuk transfer data ENABLE untuk menentukan terjadi tidaknya akses memori untuk operasi baca daa untuk operasi penulisan data Pada saat ENABLE tidak aktif, bus data akan Hi-Z, sehingga tidak mengganggu status bus. 2001, ARRY AKHMAD ARMAN - Electrical Engineering Dept. of ITB 13 Hubungan dengan MEMRQ IORQ ENABLE Random Access Memory INTR 2001, ARRY AKHMAD ARMAN - Electrical Engineering Dept. of ITB 14 7
ENABLE Read Only Memory adalah memori yang hanya dapat dibaca saja, tidak dapat ditulis atau diubah isinya. bersifat non-volatile biasanya digunakan untuk menyimpan program diisi dengan cara tertentu sebelum dipasang pada sistem mikroprosesor, selanjutnya isinya tidak pernah berubah. 2001, ARRY AKHMAD ARMAN - Electrical Engineering Dept. of ITB 15 Saluran Penting Memori () ENABLE Read Only Memory Bus alamat menentukan lokasi memori yang akan diakses Bus data digunakan untuk transfer data ENABLE untuk menentukan terjadi tidaknya akses memori untuk operasi baca data 2001, ARRY AKHMAD ARMAN - Electrical Engineering Dept. of ITB 16 8
Hubungan dengan MEMRQ IORQ ENABLE Read Only Memory INTR 2001, ARRY AKHMAD ARMAN - Electrical Engineering Dept. of ITB 17 Hubungan, dengan Jika lebih dari satu unit memori dihubungkan pada suatu mikroprosesor, hubungannya menjadi tidak sederhana. Untuk menghindari tabrakan akses, harus ada pemisahan lokasi alamat untuk setiap unit memori (peta memori). Misalkan ada dengan kapasitas 4 byte dan dengan kapasitas 4 byte. 0000 0003 0004 0007 2001, ARRY AKHMAD ARMAN - Electrical Engineering Dept. of ITB 18 9
Penentuan address decoder 0000 0003 0004 0007 Device A 15 Alamat A 3 A 2 A 1 A 0 0000H 0000 0000 0000 0000 0001H 0000 0000 0000 0001 0002H 0000 0000 0000 0010 0003H 0000 0000 0000 0011 0004H 0000 0000 0000 0100 0005H 0000 0000 0000 0101 0006H 0000 0000 0000 0110 0007H 0000 0000 0000 0111 A 3 A 2 I0-I1 Y0 untuk mengaktifkan DECODER EN 2 ke 4 Y1 Y2 Y3 untuk mengaktifkan 2001, ARRY AKHMAD ARMAN - Electrical Engineering Dept. of ITB 19 Rangkaian Lengkap I0-I1 EN DECODER 2 ke 4 Y0 Y1 0000 0003 0004 A2-A3 MEMRQ A0-A1 DATA A0-A1 EN R O M 4 byte DATA 0007 A0-A1 EN R A M 4 byte DATA 2001, ARRY AKHMAD ARMAN - Electrical Engineering Dept. of ITB 20 10
Kapasitas dan Pada kenyataannya, kapasitas dan tidak sekecil seperti contoh yang sudah kita bahas (4 byte) dan biasanya berkisar mulai ratusan byte sampai dengan ratusan kilobyte atau bahkan mega byte. 2001, ARRY AKHMAD ARMAN - Electrical Engineering Dept. of ITB 21 Hubungan dengan unit I/O Hubungan mikroprosesor dengan unit I/O dilakukan dengan cara yang sama seperti penentuan hubungan memori Kapasitas alamat I/O biasanya jauh lebih kecil daripada memori, berkisar antara beberapa lokasi (kurang dari 10) sampai dengan puluhan atau ratusan lokasi alamat. Beberapa informasi penting : Untuk besaran digital, pada prinsipnya dapat dihubungkan langsung dengan unit I/O Untuk besaran analog, harus ditambahkan unit A/D atau D/A converter Untuk tegangan/arus tinggi biasanya dilakukan isolasi supaya tidak merusak mikroprosesor 2001, ARRY AKHMAD ARMAN - Electrical Engineering Dept. of ITB 22 11
Pemrograman Dalam sistem mikroprosesor, semua bagian sistem dikendalikan oleh mikroprosesor. harus dilengkapi dengan program untuk menentukan bagaimana sistem harus bekerja Program biasanya dibuat dalam bahasa mesin atau asembler, disimpan dalam 2001, ARRY AKHMAD ARMAN - Electrical Engineering Dept. of ITB 23 Mikrokontroler Untuk bekerja, mikroprosesor perlu dukungan, dan unit I/O, sehingga jumlah chip yang dibutuhkan tidak satu dan perlu interkoneksi eksternal yang tidak sederhana. Mikrokontroler adalah mikroprosesor yang sudah dilengkapi dengan, dan I/O yang dikemas dalam kemasan single chip. Mikrokontroler digunakan secara luas pada berbagai aplikasi. 2001, ARRY AKHMAD ARMAN - Electrical Engineering Dept. of ITB 24 12
Contoh Aplikasi BUS ALAMAT BUS DATA BUS KONTROL A/D konverter Sensor Tempr Biner ke 7-segmen Driver FAN I/O Driver Alarm 2001, ARRY AKHMAD ARMAN - Electrical Engineering Dept. of ITB 25 13