MIKROKONTROLLER
“ARM”
Disusun Oleh:
HARITS AVICENNA H. 2231110062
PROGRAM STUDI DIII - TEKNIK ELEKTRONIKA JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
POLITEKNIK NEGERI MALANG 2023
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Mikrokontroller ARM (Advanced RISC Machines) adalah bagian dari keluarga arsitektur instruksi RISC (Reduced Instruction Set Computer) untuk prosesor komputer1. ARM Ltd. mengembangkan arsitektur instruksi ini dan memberikan lisensi kepada perusahaan lain yang membangun perangkat fisik yang
menggunakan set instruksi tersebut1.
ARM pertama kali diperkenalkan pada tahun 19851 dan awalnya dikenal sebagai Acorn RISC Machine2. Pada awalnya, ARM adalah prosesor desktop yang
sekarang didominasi oleh keluarga x862. Namun, dengan perkembangan teknologi dan kebutuhan pasar, ARM telah berkembang menjadi arsitektur yang sangat penting dalam dunia mikrokontroller dan sistem terbenam (embedded systems).
Keunggulan utama dari arsitektur ARM adalah efisiensi daya dan panas yang rendah, serta biaya produksi yang juga rendah1. Hal ini membuat prosesor ARM sangat berguna untuk perangkat yang ringan, portabel, dan berdaya baterai, termasuk smartphone, laptop, dan tablet1. Selain itu, prosesor ARM juga digunakan untuk desktop dan server, termasuk superkomputer tercepat di dunia (Fugaku) dari tahun 2020 hingga 20221.
Dengan lebih dari 230 miliar chip ARM yang diproduksi hingga tahun 20221, ARM adalah keluarga arsitektur instruksi set yang paling banyak digunakan1. Ada beberapa generasi desain ARM. Desain ARM asli menggunakan struktur internal 32-bit tetapi memiliki ruang alamat 26-bit yang membatasinya hanya dapat mengakses 64 MB memori utama1. Keterbatasan ini dihapus dalam seri ARMv3, yang memiliki ruang alamat 32-bit, dan beberapa generasi tambahan hingga ARMv7 tetap 32-bit1.
Pada tahun 2011, arsitektur ARMv8-A diperkenalkan dengan menambahkan dukungan untuk ruang alamat 64-bit dan aritmatika 64-bit dengan set instruksi baru berpanjang 32-bit
Rumusan Masalah
1. Apa saja fitur dan keunggulan jenis ARM Arc, dari pada lainya ? 2. Apa saja kekurangan nya?
3. Bagaimana performa mikrokontroller ARM dibandingkan dengan arsitektur mikrokontroller lainnya?
PEMBAHASAN
Mikrokontroller ARM adalah jenis mikrokontroller yang menggunakan arsitektur prosesor ARM (Advanced RISC Machines) sebagai inti pemrosesnya. ARM adalah sebuah perusahaan yang terkenal karena mendesain arsitektur prosesor yang sangat efisien dan dapat
diimplementasikan dalam berbagai jenis perangkat elektronik, termasuk mikrokontroller.
Berikut adalah beberapa karakteristik yang dimiliki Microcontroller ARM.
1. Arsitektur RISC (Reduced Instruction Set Computer): ARM menggunakan arsitektur RISC, yang berarti instruksi-instruksi yang digunakan oleh prosesor tersebut adalah instruksi-instruksi sederhana dan cepat. Hal ini membuat mikrokontroller ARM efisien dalam penggunaan daya dan memiliki kinerja yang baik.
2. Beragam Model dan Vendor: ARM menciptakan arsitektur yang digunakan oleh berbagai produsen mikrokontroller. Sebagai hasilnya, ada banyak sekali
mikrokontroller ARM yang berbeda dari berbagai vendor dengan fitur dan spesifikasi yang beragam.
3. Konsumsi Daya yang Rendah: Salah satu keunggulan utama mikrokontroller ARM adalah efisiensi daya yang tinggi. Hal ini membuatnya cocok untuk perangkat bertenaga baterai atau berdaya rendah lainnya.
4. Kemampuan Pemrosesan yang Cepat: ARM juga dapat ditemukan dalam
mikrokontroller yang memiliki kemampuan pemrosesan yang cepat, yang berguna untuk aplikasi yang memerlukan kinerja tinggi, seperti sistem embedded yang rumit.
5. Dukungan untuk Sistem Operasi: Banyak mikrokontroller ARM mendukung sistem operasi seperti FreeRTOS, mbed OS, dan lainnya, sehingga memungkinkan
pengembang untuk membangun aplikasi yang lebih kompleks.
6. Perangkat Kecil dan Ringan: Mikrokontroller ARM seringkali kompak dan ringan, membuatnya ideal untuk aplikasi-aplikasi yang memerlukan perangkat dengan ukuran fisik yang kecil.
Kelebihan ARM
Mikroprosesor ARM memiliki berbagai fitur dan keunggulan yang menjadikannya pilihan yang populer dalam berbagai aplikasi. Berikut adalah beberapa fitur dan keunggulan utama dari mikroprosesor ARM:
1. Efisiensi Daya: Salah satu keunggulan utama dari mikroprosesor ARM adalah efisiensi daya yang tinggi. Ini membuatnya sangat cocok untuk perangkat berdaya baterai, peralatan portabel, dan sistem berdaya rendah lainnya. Bahkan dalam lingkungan dengan daya terbatas, mikroprosesor ARM dapat memberikan kinerja yang baik.
2. Arsitektur RISC: ARM menggunakan arsitektur RISC (Reduced Instruction Set Computer), yang berarti instruksi-instruksi yang digunakan oleh mikroprosesor ARM adalah instruksi-instruksi sederhana dan cepat. Hal ini membantu meningkatkan kinerja dan efisiensi pemrosesan.
3. Skalabilitas: ARM menyediakan berbagai varian mikroprosesor dengan tingkat kinerja yang berbeda, mulai dari mikrokontroller berdaya rendah hingga
mikroprosesor berkinerja tinggi. Ini memungkinkan pengembang untuk memilih mikroprosesor yang sesuai dengan kebutuhan aplikasi mereka.
4. Keamanan: Mikroprosesor ARM sering dilengkapi dengan fitur keamanan yang kuat, seperti unit keamanan yang dapat membantu melindungi data dan menjaga sistem dari serangan.
5. Dukungan untuk Sistem Operasi: ARM mendukung berbagai sistem operasi, termasuk Linux, Android, dan berbagai sistem operasi real-time (RTOS). Ini
memungkinkan pengembang untuk membangun aplikasi yang lebih kompleks dengan mudah.
6. Perkembangan Ekosistem yang Kuat: ARM memiliki ekosistem yang besar dan kuat, termasuk berbagai perusahaan yang memproduksi mikroprosesor ARM, alat pengembangan perangkat lunak (toolchain), dan komunitas pengembang yang aktif.
Ini membuatnya mudah untuk mengembangkan perangkat keras dan perangkat lunak dengan dukungan yang cukup.
7. Dukungan untuk Berbagai Aplikasi: Mikroprosesor ARM digunakan dalam berbagai aplikasi, termasuk perangkat elektronik konsumen, kendaraan bertenaga, sistem embedded, peralatan medis, dan banyak lagi. Kemampuan adaptasi dan fleksibilitasnya menjadikannya pilihan yang serbaguna untuk berbagai jenis proyek.
8. Kinerja yang Baik: Terutama pada model-model berkinerja tinggi, mikroprosesor ARM dapat memberikan kinerja yang sangat baik dalam pemrosesan data dan tugas- tugas komputasi yang rumit.
Kombinasi dari efisiensi daya, kinerja, keamanan, dan dukungan ekosistem yang kuat menjadikan mikroprosesor ARM populer dalam industri dan digunakan dalam berbagai perangkat yang kita temui sehari-hari.
Kekurangan ARM
Meskipun mikroprosesor ARM memiliki banyak keunggulan, ada juga beberapa kekurangan yang perlu dipertimbangkan saat memilihnya untuk proyek tertentu:
1. Biaya: Mikroprosesor ARM, terutama model-model yang lebih canggih, cenderung memiliki biaya yang lebih tinggi dibandingkan dengan mikrokontroller atau mikroprosesor dengan arsitektur yang lebih sederhana. Hal ini dapat mempengaruhi biaya keseluruhan proyek, terutama jika proyek membutuhkan banyak unit mikroprosesor.
2. Kompleksitas: Model-model mikroprosesor ARM yang lebih canggih bisa menjadi sangat kompleks dalam hal arsitektur dan fitur-fiturnya. Ini mungkin memerlukan lebih banyak
waktu dan upaya dalam pengembangan perangkat lunak serta pemahaman yang lebih mendalam tentang arsitektur mikroprosesor.
3. Konsumsi Daya: Meskipun banyak mikroprosesor ARM efisien dalam hal konsumsi daya, model-model dengan kinerja tinggi bisa mengonsumsi lebih banyak daya daripada model- model berdaya rendah. Ini perlu diperhatikan dalam desain aplikasi yang memerlukan penghematan daya.
4. Ukuran Fisik: Beberapa mikroprosesor ARM mungkin memiliki paket fisik yang cukup besar, terutama model-model dengan banyak pin. Ini bisa menjadi kendala dalam perangkat dengan batasan ruang fisik.
5. Kemampuan Kustomisasi Terbatas: Beberapa mikrokontroller dengan arsitektur yang lebih sederhana memungkinkan tingkat kustomisasi yang lebih tinggi. Mikroprosesor ARM mungkin memiliki tingkat kustomisasi yang lebih terbatas, terutama jika Anda perlu mengoptimalkan perangkat keras untuk tugas tertentu.
6. Kompatibilitas Perangkat Lunak: Meskipun ARM memiliki ekosistem yang besar,
kompatibilitas perangkat lunak tidak selalu garantinya. Beberapa aplikasi atau perangkat lunak yang dikembangkan untuk satu model mikroprosesor ARM mungkin tidak langsung kompatibel dengan model mikroprosesor ARM lainnya.
7. Ketergantungan pada Pihak Ketiga: Ketergantungan pada pihak ketiga yang memproduksi mikroprosesor ARM dan peralatan pengembangan perangkat lunak (toolchain) dapat mempengaruhi keberlanjutan proyek. Jika produsen atau penyedia alat pengembangan menarik diri dari pasar, hal ini dapat menyulitkan pemeliharaan dan pengembangan perangkat keras dan perangkat lunak.
Performa ARM ketimbang lainya
Performa mikrokontroller ARM dibandingkan dengan arsitektur mikrokontroller lainnya dapat sangat bervariasi tergantung pada berbagai faktor, termasuk model mikrokontroller tertentu, aplikasi yang dijalankannya, dan desain perangkat keras serta perangkat lunaknya.
Namun, ada beberapa catatan umum tentang performa mikrokontroller ARM dibandingkan dengan arsitektur mikrokontroller lainnya
1. Kinerja Umum: Mikrokontroller ARM seringkali dikenal karena kinerja yang baik dalam hal pemrosesan data dan tugas-tugas komputasi yang lebih rumit. Model-model dengan inti Cortex-M khususnya sangat populer dalam aplikasi embedded yang memerlukan kinerja yang baik.
2. Efisiensi Daya: ARM juga terkenal karena efisiensi daya yang tinggi, terutama pada model-model berdaya rendah. Ini membuatnya ideal untuk perangkat berdaya baterai atau berdaya rendah lainnya, seperti sensor IoT (Internet of Things).
3. Fleksibilitas: ARM adalah salah satu arsitektur mikrokontroller yang paling fleksibel karena ada banyak vendor yang memproduksi mikrokontroller ARM dengan berbagai fitur dan spesifikasi. Hal ini memungkinkan pengembang untuk memilih model yang sesuai dengan kebutuhan aplikasi mereka.
4. Kemampuan Pemrosesan Digital dan Analog: Beberapa mikrokontroller ARM juga memiliki fitur pemrosesan analog yang baik, seperti konverter analog-ke-digital (ADC) yang tinggi, yang dapat berguna dalam aplikasi pengukuran sensor dan kendali.
5. Dukungan untuk Sistem Operasi: Mikrokontroller ARM seringkali mendukung berbagai sistem operasi, termasuk RTOS (Real-Time Operating System) dan sistem operasi berat seperti Linux. Ini memungkinkan pengembang untuk membangun aplikasi yang lebih kompleks.
6. Komunitas Pengembang yang Besar: ARM memiliki komunitas pengembang yang besar, sehingga ada banyak sumber daya, alat, dan dukungan yang tersedia untuk membantu pengembangan perangkat keras dan perangkat lunak.
