Sistem Mikroprosesor
TKE 321
Pertemuan IV-V
R. Arief Setyawan, ST. MT.
Pengertian Mikroprosesor
• Mikroprosesor adalah komponen
elektronik yang berfungsi untuk mengolah data secara digital yang diperoleh dari
saluran masukannya berdasarkan program yang telah diberikan dan disimpan dalam memori program, dan menghasilkan
keluaran yang dikirim melalui saluran
keluaran
Mikroprosesor Ideal
Input Output
Proses
(sistem mikroprosesor)
Sistem Mikroprosesor
• Pada kenyataannya mikroprosesor tidak dapat bekerja sendiri, tetapi memerlukan beberapa unit-unit yang terpisah. Unit
tersebut adalah CPU, Memory, Input/Output.
• Komputer merupakan salah satu aplikasi
dari sistem mikroprosesor.
Komputer
Input Unit
Output Proses
(sistem mikroprosesor)
Sistem Mikroprosesor
• Di dalam komputer, mikroprosesor bekerja bersama-sama dengan memory, input unit dan output unit untuk membentuk suatu
sistem.
Sistem Mikroprosesor
Organisasi Mikroprosesor
• Unit Mikroprosesor (Microprocessing Unit, MPU) berfungsi sebagai CPU (Central Processing Unit). Unit ini merupakan unit utama yang berfungsi sebagai pusat pemroses data berdasarkan program (kode operasi) yang disimpan dalam memori mikroprosesor. Sekaligus
sebagai pengatur hubungan dengan Memori, Input dan Output melalui Sistim Bus.
• Memory Unit - (Unit Memori) Unit ini merupakan memori
semikonduktor yang berfungsi untuk menyimpan data dan program (kode operasi). Mikroprosesor mengakses data dan program melalui Sistim Bus.
• Input Unit - (Unit Masukan) Unit ini berfungsi sebagai perantara (antar- muka) antara mikroprosesor dengan data dari luar mikroprosesor, agar data tersebut bisa dibaca oleh mikroprosesor.
• Output Unit - (Unit Keluaran) Unit ini berfungsi sebagai perantara
(antar-muka) antara mikroprosesor dengan sistim diluar mikroprosesor, agar data bisa dikirim keluar (dituliskan) oleh mikroprosesor
CPU vs Mikroprosesor
• CPU dan Mikroprosesor pengertiannya sudah menjadi kabur, namun ada
perbedaan yang sangat mencolok antara
keduanya yaitu:
CPU
• CPU (Central Processing Unit) merupakan bagian utama pada Komputer (Komputer Jaman dulu).
• CPU dibangun dengan menggunakan teknologi non- single-chip (bukan teknologi Mikroelektronik - LSI).
Biasanya dibangun di atas PCB yang terdiri dari
beberapa komponen dan terdapat beberapa bagian yaitu Control Unit (CU), Arithmetic Logic Unit (ALU).
• Secara organisasi antara CPU dan Peripheral (Piranti) tidak menggunakan Sistim Bus melainkan sistim
Bintang (Star), yaitu setiap peripheral dihubungkan dengan I/O tersendiri ke CPU).
Mikroprosesor
• Mikroprosesor merupakan bagian utama pada Mikrokomputer (Microcomputer, Komputer jaman sekarang).
• Mikroprosesor dibangun dengan teknologi mikroelektronika dengan teknologi minimal LSI (Large Scale Intergration), yaitu teknologi
mikroelektronika dengan kepadatan yang besar. Sehingga
Mikroprosesor sekarang biasanya sudah single-chip. Mikroprosesor sudah dilengkapi dengan Central Processing Unit (CPU), Register Larik (Array Register), Timing and Control Unit.
• Secara organisasi hubungan antara Mikroprosesor dengan
Peripheral (piranti), menggunakan Sistim Bus yang terdiri dari Bus Alamat (Address Bus), Bus Data (Data Bus) dan Bus Kontrol (Control Bus). Dengan Sistim Bus ini setiap ekpansi piranti
dihubungkan secara paralel dengan Bus. Dengan sistim bus ini,
mikrokomputer mudah di ekpansi bagian perangkat kerasnya karena setiap piranti dihubungkan secara paralel dengan bus ekpansi..
Pengertian Bus
• “Hubungan antara mikroprosesor dan peripheral menggunakan Sistim Bus “
• Apakah Bus ?
• Bus adalah subsistem yang berfungsi
mengirimkan data antar komponen dalam mikroprosesor, atau antar komponen dalam komputer. Berbeda dengan hubungan point to point, bus dapat menghubungkan beberapa komponen melalui jalur yang sama. Tiap bus terdiri dari satu set kabel/penghubung.
Bus
• Early computer buses were literally parallel electrical buses with multiple connections, but the term is now used for any physical arrangement that provides the same logical functionality as a parallel electrical bus.
Modern computer buses can use both parallel and bit-serial connections, and can be wired in either a multidrop (electrical parallel) or daisy chain topology, or connected by
switched hubs, as in the case of USB.
Bus
• Dalam sistem mikroprosesor,bus
merupakan satu set konduktor/kabel yang berfungsi menghubungkan antar
komponen dalam sistem mikroprosesor.
• Bus dapat dianalogikan sebagai jalan,
yang menghubungkan antar tempat, antar
gedung dll.
Bus
• Dalam sistem digital hanya ada 2 kemungkinan logika pada suatu jalur, yaitu 1 dan 0. sehingga untuk 1 jalur konduktor, kemungkinan keluaran adalah 0 atau 1 (2 kemungkinan)
1 jalur bus (1 bit)
Kemungkinan keluaran : 21=2 (0/1)
• Jumlah jalur pada suatu bus menunjukkan lebar jalur bus tersebut. Jumlah kemungkinan kombinasi pada bus
tersebut adalah 2n. Dimana n adalah lebar jalur.
2 bit bus
1 jalur bus (1 bit) Kemungkinan keluaran : 22=4
0 1
Jalur ke/
Bit
Masing-masing jalur memiliki 2 kemungkinan keluaran, sehingga jumlah Kombinasi yang mungkin dari 2 bit jalur bus adalah 4.
kemungkinan Bit 1 Bit 0
1 0 0
2 0 1
3 1 0
4 1 1
8 bit bus (1 byte)
1 jalur bus (1 bit)
Kemungkinan keluaran : 28=256
0 1 2 3 4 5 6 7
Jalur ke/
Bit
Bit ke 7 6 5 4 3 2 1 0
logika 1 0 1 1 0 0 1 0
Bit ke desimal
7 6 5 4 3 2 1 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 2 .
.
1 1 1 1 1 1 1 0 254 1 1 1 1 1 1 1 1 255
Bus pada Mikroprosesor
• Pada mikroprosesor terdapat 3 bus, yaitu :
– Bus Data – Bus Alamat – Bus Kontrol
Bus Data
• Bus data berfungsi sebagai saluran untuk memindahkan/mentransfer data untuk
dibaca/dituliskan dari/ke peripheral (piranti). Bus data ini sifatnya adalah Bidirectional (Dua Arah) yaitu bisa dari mikroprosesor ke piranti dan dari piranti ke mikroprosesor. Namun hanya satu
arah dalam satu waktu, alias tidak bisa keduanya dalam satu waktu, hal ini disebut dengan
Multiplex.
Bus Alamat
• Bus alamat berfungsi untuk mengidentifikasi
alamat peripheral (piranti) baik Memori maupun Input dan Output. Jika mikroprosesor akan
berhubungan dengan piranti terlebih dahulu
mikroprosesor memberikan alamat piranti yang akan dihubungi. Mekanisme demikian disebut dengan Mengidentidikasi alamat. Bus alamat ini sifatnya adalah Unidirectional (Satu arah) Output, yaitu mengarah satu arah dari
mikroprosesor ke piranti.
Bus Kontrol
• Bus Kontrol hanya memiliki satu saluran baik Output maupun Input untuk satu sinyal kontrol.
• Sinyal Kontrol yang diberikan oleh mikroprosesor melalui bus ini, berfungsi untuk memberikan
sinyal operasi yang akan dilaksanakan oleh mikroprosesor.
• Minimal Sinyal Kontrol tersebut adalah:
– MEMR (Memory Read, Kontrol Baca Memori), – MEMW (Memory Write, Kontrol Tulis Memori), – IOR (IO Read, Kontrol Baca I/O) dan
– IOW (IO Write, Kontrol Tulis I/O).
Penggambaran Bus
Hubungan Mikroprosesor dan
komponen lain
• Karena mikroprosesor sebagai komponen utama dalam sistim mikroprosesor, semua tata-cara
hubungan antara mikroprosesor dan peripheral secara aktif diatur oleh mikroprosesor itu sendiri berdasarkan pengeksekusian kode operasi yang disimpan dalam memory. Organisasi sistim
mikroprosesor merupakan tata-cara hubungan antara mikroprosesor dengan peripheral dengan menggunakan sistim bus yang terdiri dari Bus Alamat (Address Bus), Bus Data (Data Bus) dan Bus Kontrol (Control Bus).
