Sebuah mikrokontroler berbeda dengan sebuah mikroprosesor dalam beberapa hal. Pertama dan yang terpenting adalah fungsionalitasnya. Agar mikroprosesor dapat bekerja, masih dibutuhkan komponen lain seperti memori. Walaupun mikroprosesor dianggap sebagai piranti canggih untuk komputasi, titik kelemahannya ada pada tidak dirancangnya kemampuan komunikasi (antarmuka) dengan piranti-piranti periferal (memori, I/O da lain sebagainya) secara khusus.
Gampangnya, untuk melakukan komunikasi dengan piranti periferal, mikroprosesor membutuhkan rangkaian khusus eksternal. Intinya, mikroprosesor hanya sebagai otak-nya komputer (seperti otak dalam kepala kita, kepala, tangan, kaki merupakan hal yang lain). Ini awalnya dan hingga sampai sekarang ini, tetap seperti itu…
Gambar Mikrokontroler versus Mikroprosesor
Mikrokontroler dirancang sebagai satu kesatuan utuh gambar tersebut. Tidak memerlukan komponen-komponen eksternal seperti ditunjukkan dalam gabar untuk perancangan aplikasi, dengan demikian waktu dan biaya bisa dihemat…
Tidak seperti sistem komputer, yang mampu menangani berbagai macam program aplikasi (misalnya pengolah kata, pengolah angka dan lain sebagainya), mikrokontroler hanya bisa digunakan untuk suatu aplikasi tertentu saja (hanya satu program saja yang bisa disimpan). Perbedaan lainnya terletak pada perbandingan RAM dan ROM. Pada sistem komputer perbandingan RAM dan ROM-nya besar, artinya program-program pengguna disimpan dalam ruang RAM yang relatif besar, sedangkan rutin-rutin antarmuka perangkat keras disimpan dalam ruang ROM yang kecil. Sedangkan pada mikrokontroler, perbandingan ROM dan RAM-nya yang besar, artinya program kontrol disimpan dalam ROM (bisa Masked ROM atau Flash PEROM) yang ukurannya relatif lebih besar, sedangkan RAM digunakan sebagai tempat penyimpan sementara, termasuk register-register yang digunakan pada mikrokontroler yang bersangkutan
Secara terjemahan kasar, microprocessor=pengolah, mikrocontroller=pengendali. Dari sini mungkin kita sudah bisa memperkirakan perbedaannya.
Singkatnya:
1. Mikroprosesor bersifat general purpose (fungsi umum, fleksibel). Sehingga berisikan sepaket chip yang hanya berfungsi sebagai pengolah data (terdiri dari ALU, PC, SP, register, clock, interrupt, data/address bus) dari memory. Dan dikarenakan tidak memiliki fitur terintegrasi sebagaimana mikrokontroler maka untuk menjadikannya dapat beroperasi kita perlu menambahkan lagi RAM, I/O, dan berbagai device/periferal lain (tergantung tujuan penggunaannya). Implementasinya misal seperti yang selama ini kita kenal dengan processor Intel dan AMD untuk PC adalah termasuk jenis ini.
Diagram blok sebuah mikroprosesor
2. Mikrokontroler bersifat specific purpose (fungsi khusus, terbatas). Sehingga berisikan sepaket chip lengkap yang terdiri dari fitur-fitur pengolah data yang juga terdapat dalam mikroprosesor, ditambah RAM, ROM, I/O, dan fitur terintegrasi lain di dalamnya. Implementasinya dapat ditemui pada berbagai macam perangkat rumah tangga, telekomunikasi, otomotif, mesin industri, elektronik, dan perangkat-perangkat lain yang memiliki ‘otak’ (embedded system) di dalamnya.
Diagram blok sebuah mikrokontroler
Pengertian Bus, bit, dan byte
Pada motherboard terdapat saluran-saluran penghubung yang menghubungkan satu komponen dengan komponen lainnya. Saluran penghubung ini berupa garis-garis yang tercetak pada PCB motherboard. Melalui saluran-saluran inilah data, informasi, dan instruksi-instruksi yang diberikan pada komputer ditransfer/melintas dari komponen satu ke komponen lainnya. Data dan instruksi tersebut diangkut dalam wujud sinyal-sinyal elektronis yang mempunyai makna tertentu. Sekelompok saluran yang mempunyai fungsi yang sama disebut jalur atau bus.Saluran-saluran penghubung tadi disebut pula dengan istikah konduktor.
Pada permukaan bagian bawah prosesor Intel Pentium 4 socket 478, terdapat kaki-kaki berupa pin. Jumlah pin keseluruhan sebanyak 478 buah, itulah sebabnya disebut soket 478. Pin-pin ini bertugas sebagai lintasan yang menyalurkan data atau instruksi dari motherboard ke processor atau sebaliknya. Dengan demikian, di dalam sebuah prosesor juga ada saluran-saluran tempat lalulintas data/informasi/instruksi-instruksi yang harus diolah/diproses dan dikirim kembali ke motherboard. Pin-pin pada prosesor adalah salah satu contoh nyata yang secara fisik terlihat sebagai saluran tempat lalu lintas data/informasi/instruksi. Sekelompok saluran yang mempunyai fungsi yang sama juga disebut jalur atau bus. Hal yang sama juga ada di video card atau periferal lainnya. Bus-bus atau jalur-jalur pada prosesor secara garis besar dapat dibagi menjadi data bus (jalur data), address bus (jalur adres), dan control bus (jalur kontrol). Control bus disebut juga dengan istilah signal bus.
Pengertian jalur tidak sama dengan saluran. Dalam hal ini, jalur adalah kata jamak dari saluran. Pahamilah penjelasan berikut ini:
Jalur data (data bus) terdiri dari beberapa (sejumlah) saluran data
Jalur adres (address bus) terdiri dari beberapa (sejumlah) saluran adres
Jalur kontrol (control bus) terdiri dari beberapa (sejumlah) saluran kontrol
|
Seperti telah dijelaskan sebelumnya, bahwa data/informasi/instruksi disalurkan dalam wujud sinyal-sinyal elektronis. Hal ini dapat dijelaskan sebagai berikut:
Setiap satu saluran (satu kawat) pada saat-saat tertentu hanya dapat berada dalam satu kondisi, yaitu ada tegangan atau tidak ada tegangan. Dikatakan ada tegangan jika tegangannya berkisar 2,5 Volt hingga 5,5 Volt. Dikatakan tidak ada tegangan jika tegangannya berkisar 0 Volt hingga 0,8 Volt. Keadaan ada tegangan disimbolkan dengan angka 1 dan disebut dengan istilah ‘high’, keadaan tidak ada tegangan disimbolkan dengan angka 0 dan disebut dengan istilah ‘low’.
Berdasar penjelasan ini, dapat dikatakan bahwa setiap saluran selalu berkeadaan biner (dua kemungkinan), yaitu dalam keadaan ‘0’ atau dalam keadaan ‘1’. Simbol angka yang hanya bernotasi ‘0’ dan ‘1’ ini disebut dengan istilah notasi digit biner, dalam bahasa Inggris disebutbinary digit yang disingkat dengan istilah ’bit’.
Misalkan jalur data (data bus) sebuah prosesor terdiri dari 8 saluran, setiap saluran berada dalam kondisi ‘0’ atau ‘1’, maka akan terjadi banyak kemungkinan kombinasi bilangan biner yang menyimbulkan kondisi tegangan seperti berikut ini:
Total kombinasi bilangan biner yang mungkin terjadi adalah 28 = 256 macam kombinasi.
Mungkin pola tegangan : 0 0 0 0 0 0 0 1 akan membentuk huruf (karakter) A
sedangkan pola tegangan: 0 0 0 0 0 0 1 1 akan membentuk angka (karakter) 1
Demikian seterusnya hingga tercipta 256 karakter (notasi) yang berbeda.
Kumpulan dari 8 bilangan biner (bit) yang membentuk pola urutan (kombinasi) tertentu ini disebut byte. Sehingga dapat disebut 1 byte = 8 bit. 1 byte nilainya setara dengan 1 karakter.
Byte ini akhirnya dipakai sebagai satuan, misalnya untuk menyatakan kapasitas sebuah media simpan (harddisk, disket, flash disk, CD, dan lainnya), kapasitas memory dan lain-lainnya. Dikenal pula satuan kilo byte, mega byte, giga byte, dan terra byte dengan kesetaraan nilai sebagai berikut:
1 kilo bayte (KB) = 1024 byte
1 mega byte (MB) = 1024 x1024 byte
1 giga byte (GB) = 1024 x1024 x1024 byte
1 terra byte (TB) = 1024 x1024 x1024 x1024 byte
Gambar 1. Ilustrasi bus pada prosesor.
Sampai saat ini teknologi prosesor terus berkembang. Pada awalnya, Intel memproduksi prosesor 4 bit, kemudian prosesor 8 bit, 16 bit, 32 bit dan sekarang ini 64 bit. Sebuah prosesor dikatakan prosesor 4 bit jika bekerja menggunakan data 4 bit, artinya jalur datanya (data bus-nya) terdiri dari 4 saluran data. Dengan demikian, prosesor 64 bit menggunakan 64 saluran untuk jalur datanya (data bus-nya terdiri dari 64 saluran).
URUTAN KERJA MIKROPROSESOR
CPU terdiri atas dua bagian utama yang dinamakan unit kontrol (Control Unit) dan ALU (Arithmetic and Logic Unit)
- Unit kontrol berfungsi untuk mengendalikan seluruh komponen dalam sistem
komputer , seperti layaknya otak manusia yang mengontrol seluruh syaraf dalam tubuh sehingga seluruh anggota tubuh dapat digerakkan atau dikendalikan. Pengendalian yang dilaksanakan oleh unit ini di dasarkan pada instruksi-instruksi yang terdapat pada program komputer. Setiap instruksi diterjemahkan ke dalam bentuk tindakan yang sesuaidengan maksud instruksi bersangkutan. - Unit aritmetika dan logika berperan dalam melaksanakan operasi-operasi perhitungan (aritmetika) seperti pengurangan, penjumlahan, dan pengalian maupun operasi pembandingan (logika) seperti membandingkan suatu nilai bernilai nol atau tidak.
Selain kedua komponen tersebut, CPU memiliki sejumlah register. Register adalah memori dalam CPU yang mempunyai kecepatan sangat tinggi, yang digunakan untuk berbagai operasi dalam CPU. Tipe register bermacam-macam, antara lain yaitu register instruksi, register alamat, dan register akumulator.
Untuk melakukan suatu operasi terhadap data yang berbeda dalam memori utama, data mula-mula disalin dari memori ke register-register dalam CPU. Unit kontrol yang menangani hal ini bisa berarti perintah atau data. Selanjutnya data diterjemahkan dan diproses. Jika terdapat operasi aritmetika atau logika, ALU segera mengambil alih peran tersebut. Hasil sementara permrosesan akan ditaruh pada akumulator dan setelah itu dapat dituangkan dalam bentuk algoritma (urutan proses) seperti berikut:
- LOAD nilai dari satu lokasi di memori ke sebuah register;
- LOAD nilai dari lokasi lain di memori ke register yang lain;
- ADD kedua nilai dan hasilya disimpan dalam register akumulator;
- STORE isi akumulator ke dalam suatu lokasi di memori.
- Selesai.
Mikroprosesor Superskalar
Prosesor yang dapat memproses satu instruksi dalam sebuah siklus (pulsa dari clock) biasa disebut prosesor skalar atau tradisional. Yang termasuk dalam golongan ini adalah keluarga Intel x86 (misal 80486) yang digunakan pada IBM PC dan kompatibelnya dan keluarga motorola 68000 yang digunakan pada komputer Apple. Adapun CPU yang dapat menjalankan lebih dari satu instruksi per-siklus dinamakan CPU superskalar. Yang termasuk dalam kategori ini adalah prosesor Pentium (Intel), Power PC (INM-Motorola-Apple), K5 (AMD), dan generasi berikutnya, M1 (Cyrix), dan Nx586 (NexGen).
CPU superskalar dapat menjalankan lebih dari satu instruksi per siklus disebabkan adanya lebih dari satu ALU, sebagaimana dalam gambar di bawah ini. Dengan keadaan ini, unit kontrol akan mengevaluasi dua buah instruksi secara berpasangan. Jika kedua instruksi dapat dieksekusi secara serentak maka masing-masing akan dikirim ke ALU yang berbeda. Jika tidak, masing-masing instruksi diproses pada siklus yang berbeda
PENGERTIAN
ALU (Arithmetic Logical Unit) adalah bagian (komponen) dariCPU yang berguna untuk memproses data secara logika danjuga memproses data-data yang memerlukan perhitungan, yaitudengan memanipulasi informasi dan mengevaluasi hasilnya.ALU inilah yang mengerjakan operasi-operasi sepertipenambahan, pengrungan, dan perkalian integer, operasi bitseperti and, or, not, xor, serta operasi Boolean lainnya. ALUterdiri dari device-device memori kecil yang disebutregister.Selama pemrosesan data berlangsung, register-registerini digunakan untuk menyimpan informasi.
Pengertian dan Cara Kerja Arithmatic Logical Unit (ALU)
Arithmatic Logical Unit (ALU), adalah salah satu bagian/komponen dalam sistem di dalam sistem komputer yang berfungsi melakukan operasi/perhitungan aritmatika dan logika (Contoh operasi aritmatika adalah operasi penjumlahan dan pengurangan, sedangkan contoh operasi logika adalah logika AND dan OR. ALU bekerja besama-sama memori, di mana hasil dari perhitungan di dalam ALU di simpan ke dalam memori.
Perhitungan dalam ALU menggunakan kode biner, yang merepresentasikan instruksi yang akan dieksekusi (opcode) dan data yang diolah (operand). ALU biasanya menggunakan sistem bilangan biner two’s complement. ALU mendapat data dari register. Kemudian data tersebut diproses dan hasilnya akan disimpan dalam register tersendiri yaitu ALU output register, sebelum disimpan dalam memori.
Pada saat sekarang ini sebuah chip/IC dapat mempunyai beberapa ALU sekaligus yang memungkinkan untuk melakukan kalkulasi secara paralel. Salah satu chip ALU yang sederhana (terdiri dari 1 buah ALU) adalah IC 74LS382/HC382ALU (TTL). IC ini terdiri dari 20 kaki dan beroperasi dengan 4×2 pin data input (pinA dan pinB) dengan 4 pin keluaran (pinF).
Arithmatic Logical Unit (ALU), fungsi unit ini adalah untuk melakukan suatu proses data yang berbentuk angka dan logika, seperti data matematika dan statistika. ALU terdiri dari register-register untuk menyimpan informasi.Tugas utama dari ALU adalah melakukan perhitungan aritmatika (matematika) yang terjadi sesuai dengan instruksi program. Rangkaian pada ALU (Arithmetic and Logic Unit) yang digunakan untuk menjumlahkan bilangan dinamakan dengan Adder. Adder digunakan untuk memproses operasi aritmetika, Adder juga disebut rangkaian kombinasional aritmatika.
Ada 3 jenis adder:
1. Rangkaian Adder dengan menjumlahkan dua bit disebut Half Adder.
2. Rangkaian Adder dengan menjumlahkan tiga bit disebut Full Adder.
3. Rangkain Adder dengan menjumlahkan banyak bit disebut Paralel Adder
1. HALF ADDER
Rangkaian Half Adder merupakan dasar penjumlahan bilangan Biner yang terdiri dari satu bit, oleh karena itu dinamai Penjumlah Tak Lengkap.
a. jika A = 0 dan B = 0 dijumlahkan, hasilnya S ( Sum ) = 0.
b. jika A = 0 dan B = 1 dijumlahkan, hasilnya S ( Sum ) = 1.
c. jika A = 1 dan B = 1 dijumlahkan, hasilnya S ( Sum ) = 0
jika A = 1 dan B =1 dijumlahkan, hasilnya S ( Sum ) = 0. dengan nilai pindahan cy(Carry Out) = 1
Dengan demikian, half adder memiliki 2 masukan ( A dan B ) dan dua keluaran ( S dan Cy ).
2. FULL ADDER
Sebuah Full Adder menjumlahkan dua bilangan yang telah dikonversikan menjadi bilangan-bilangan biner. Masing-masing bit pada posisi yang sama saling dijumlahkan. Full Adder sebagai penjumlah pada bit-bit selain yang terendah. Full Adder menjumlahkan dua bit input ditambah dengan nilai Carry-Out dari penjumlahan bit sebelumnya. Output dari Full Adder adalah hasil penjumlahan (Sum) dan bit kelebihannya (carry-out).
3. PARALEL ADDER
Rangkaian Parallel Adder adalah rangkaian penjumlah dari dua bilangan yang telah dikonversikan ke dalam bentuk biner. Anggap ada dua buah register A dan B, masing-masing register terdiri dari 4 bit biner : A3A2A1A0 dan B3B2B1B0.
Rangkaian Parallel Adder terdiri dari Sebuah Half Adder (HA) pada Least Significant Bit (LSB) dari masing-masing input dan beberapa Full Adder pada bit-bit berikutnya. Prinsip kerja dari Parallel Adder adalah sebagai berikut : penjumlahan dilakukan mulai dari LSB-nya. Jika hasil penjumlahan adalah bilangan desimal “2” atau lebih, maka bit kelebihannya disimpan pada Cout, sedangkan bit di bawahnya akan dikeluarkan pada Σ. Begitu seterusnya menuju ke Most Significant Bit (MSB)nya.
Tugas lain dari ALU adalah melakukan keputusan dari operasi sesuai dengan instruksi program yaitu operasi logika (logical operation). Operasi logika meliputi perbandingan dua buah elemen logika dengan menggunakan operator logika.
Arithmatic Logical Unit (ALU):
· Bertugas membentuk fungsi – fungsi pengolahan data komputer.
· ALU sering disebut mesin bahasa (machine language) karena bagian ini mengerjakan instruksi – instruksi bahasa mesin yang diberikan padanya
· ALU terdiri dari dua bagian, yaitu unit arithmetika dan unit logika boolean, yang masing – masing memiliki spesifikasi dan tugas tersendiri.
Fungsi-fungsi yang didefinisikan pada ALU adalah Add(penjumlahan), Addu (penjumlahan tidak bertanda), Sub(pengurangan), Subu (pengurangan tidak bertanda), and, or, xor, sll (shift left logical), srl (shift right logical), sra (shift right arithmetic), dan lain-lain.
Arithmetic Logical Unit (ALU) merupakan unit penalaran secara logic. ALU ini merupakan Sirkuit CPU berkecepatan tinggi yang bertugas menghitung dan membandingkan. Angka-angka dikirim dari memori ke ALU untuk dikalkulasi dan kemudian dikirim kembali ke memori. Jika CPU diasumsikan sebagai otaknya komputer, maka ada suatu alat lain di dalam CPU tersebut yang kenal dengan nama Arithmetic Logical Unit (ALU), ALU inilah yang berfikir untuk menjalankan perintah yang diberikan kepada CPU tersebut.
ALU sendiri merupakan suatu kesatuan alat yang terdiri dari berbagai komponen perangkat elektronika termasuk di dalamnya sekelompok transistor, yang dikenal dengan nama logic gate, dimana logic gate ini berfungsi untuk melaksanakan perintah dasar matematika dan operasi logika. Kumpulan susunan dari logic gate inilah yang dapat melakukan perintah perhitungan matematika yang lebih komplit seperti perintah “add” untuk menambahkan bilangan, atau “devide” atau pembagian dari suatu bilangan. Selain perintah matematika yang lebih komplit, kumpulan dari logic gate ini juga mampu untuk melaksanakan perintah yang berhubungan dengan logika, seperti hasil perbandingan dua buah bilangan.
Instruksi yang dapat dilaksanakan oleh ALU disebut dengan instruction set. Perintah yang ada pada masing-masing CPU belum tentu sama, terutama CPU yang dibuat oleh pembuat yang berbeda, katakanlah misalnya perintah yang dilaksanakan oleh CPU buatan Intel belum tentu sama dengan CPU yang dibuat oleh Sun atau perusahaan pembuat mikroprosesor lainnya. Jika perintah yang dijalankan oleh suatu CPU dengan CPU lainnya adalah sama, maka pada level inilah suatu sistem dikatakan compatible. Sehingga sebuah program atau perangkat lunak atau software yang dibuat berdasarkan perintah yang ada pada Intel tidak akan bisa dijalankan untuk semua jenisprosesor,kecuali untuk prosesor yang compatible dengannya.
Seperti halnya dalam bahasa yang digunakan oleh manusia, instruction set ini juga memiliki aturan bahasa yang bisa saja berbeda satu dengan lainnya. Bandingkanlah beda struktur bahasa Inggris dengan Indonesia, atau dengan bahasa lainnya, begitu juga dengan instruction set yang ada pada mesin, tergantung dimana lingkungan instruction set itu digunakan.
REGISTER
Registry adalah sebuah basis data yang disusun secara hierarkis yang mengandung informasi mengenai konfigurasi sebuah sistem, mulai dari konfigurasi perangkat keras, perangkat lunak, asosiasi ekstensi berkas dengan aplikasinya hingga preferensi pengguna.
Registry, pertama kali diperkenalkan di dalam sistem Windows 16-bit sebagai penampung informasi mengenai pemetaan/asosiasi ekstensi berkas dengan aplikasinya, dan kemudian dikembangkan menjadi basis data dengan cakupan yang luas pada sistem Windows XP.
Registry dalam Windows XP terbagi secara logis ke dalam lima buah anak pohon (subtree), yang setiap pohon tersebut mengandung kumpulan kunci (key) dan anak kunci (subkey) yang disusun secara hierarkis.
Susunan ini sama dengan susunan direktori dalam sistem berkas.
Susunan ini sama dengan susunan direktori dalam sistem berkas.
Sementara itu, secara fisik, registry terdiri atas beberapa berkas yang disebut sebagai hive dan berkas catatan transaksi (transaction log) untuk setiap hive-hive tersebut yang disimpan di dalam direktori %systemroot%system32config.
Pengertian Mikroprosesor
Posted on 3 April 2010 by sttdb
Terdapat tiga pengertian yang harus dibedakan yakni: Mikroprosesor, Mikrokomputer, Mikrokontroler
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
CU: mengontrol fungsi prosesor
Register: penyimpan sementara dalam mikroprosesor
mikrokomputer
Mikrokomputer adalah interkoneksi antara mikroprosesor (CPU) dengan memori utama (main memory) dan antarmuka input-output (I/O interface) yang dilakukan dengan menggunakan sistem interkoneksi bus
SISTEM interkoneksi BUS
Bus alamat: Kumpulan konduktor, yang membawa kode-kode alamat dari mikroprosesor ke unit-unitnya, dan memiliki sifat aliran satu arah.
Bus data: Kumpulan konduktor, yang membawa kode-kode instruksi atau data dari mikroprosesor ke unit-unitnya atau sebaliknya, dan memiliki sifat aliran dua arah.
Bus kontrol: Kumpulan konduktor, yang membawa sinyal-sinyal kontrol.
ROM: read only memory (memori hanya bisa dibaca)
RAM: random access memory (memori yang dapat dibaca dan ditulisi)
RAM: random access memory (memori yang dapat dibaca dan ditulisi)
I/O Interface & Peripheral
I/O Interface: bagian/unit dari sistem mikrokomputer yang berfungsi sebagai perantara hubungan antara sistem mikrokomputer dengan “dunia luar” (peripheral).
Peripheral: peralatan-peralatan di luar sistem mikrokomputer yang dapat berhubungan dengan sistem mikrokomputer, antara lain monitor (output), printer (output), keyboard (input), mouse (input).
