MIKROPROSESSOR

Sebuah mikroprosesor (disingkat μp atau uP) adalah sebuah central processing unit (CPU) elektronik komputer yang terbuat dari transistor dan komponen lainnya di atas sebuah sirkuit terintegrasi semikonduktor.

Tugas utama mikroprosesor adalah :

1. Memindahkan data antara memori dan piranti lainnya.

2. Menjalankan operasi aritmatika dan logika.

3. Menentukan aliran program melalui keputusan sederhana.

PERKEMBANGAN MIKROPROSESOR

- Mikroprosesor 4 bit

1. Intel 4004 Merupakan mikroprosesor 4 bit pertama dari keluarga Intel

2. Hanya mengalamatkan 4096 lokasi memori 4 bit.

3. Memiliki 45 set instruksi

4. Kecepatan 50 KIPs (Kilo Instructions per second)

- Mikroprosesor 8 bit

Menyadari bahwa mikroprosesor merupakan produk berkembang yang memiliki nilai komersial, maka Intel mengembangkan mikroprosesornya untuk versi 8 bit, yaitu :

1. Intel 8008 (tahun 1971)

2. Intel 8080 (tahun 1973)

3. Intel 8085 (tahun 1977)

- Mikroprosesor 16 bit

Mikroprosesor 16 bit berkembang akibat kebutuhan memori yang lebih besar. Berikut ini adalah mikroprosesor 16 bit dari keluarga Intel :

1. Intel 8086 (tahun 1978)

2. Intel 8088 (tahun 1979)

3. Intel 80286 (tahun 1983)

Ciri-ciri mikroprosesor 16 bit keluarga Intel :

1. Dapat mengeksekusi instruksi dalam waktu 400 ns (2,5 MIPs atau 2,5 juta instruksi per detik).

2. Mengalokasikan memori sebesar 1 MByte), kecuali Intel 80286 mengalokasikan memori sebesar 16 MByte.

3. Jumlah instruksi yang semakin banyak dan kompleks (lebih dari 20.000), sehingga komputer ini disebut juga dengan Complex Inststruction Set Computer (CISC).

- Mikroprosesor 32 bit

Perkembangan software aplikasi mulai memerlukan kecepatan mikroprosesor yang lebih tinggi. Untuk itu, Intel mengembangkan lagi mikroprosesor 32 bit, yaitu :

1. Intel 80386 (tahun 1986) adalah mikroprosesor fungsional 32 bit pertama Intel yang mengandung data bus 32 bit dan alamat memori 32 bit. Melalui bus alamat 32 bit ini, 80386 mampu meng-alamati memori sebesar 4 MByte (232=230x 22=4G, 1 Giga = 230).

2. Intel 80486 (tahun 1989) merupakan gabungan dari 80386 sebagai mikroprosesor dan 80387 sebagai numeric coprocessor serta 8 KByte cache memory system dalam satu paket terpadu.

- Mikroprosesor 64 bit

Pada tahun 1993, Intel meluncurkan prosesor 64 bit yang diberi label P5 atau 80586. Namun Intel memutuskan untuk tidak menggunakan label nomor karena sulit untuk memetakan angka yang terlalu banyak, sehingga Intel mengganti nama prosesornya dengan Pentium. Pentium memiliki teknologi superscalar, yaitu memiliki dua prosesor integer internal bebas sehingga dapat mengeksekusi dua instruksi, yang tidak saling tergantung, secara simultan.

BLOK DIAGRAM SISTEM MIKROPROSESOR

-          Microprocessor Unit (MPU)

• —  MPU tersusun dari tiga bagian pokok yaitu :

1.      Control Unit (CU)

2.      Arithmetic Logic Unit (ALU)

3.      Register Unit (RU)

• —  Sebagai CPU, MPU bekerja dan melakukan fungsi dasar  yaitu fungsi logika dan aritmetika.
• MPU juga melakukan fungsi pengalihan data dengan menggunakan perintah MOV, atau LOAD, EXCHANGE, PUSH, dan POP.
• Penyimpan program dan data memerlukan MEMORI terutama memori program dalam ROM.

-          Sistim Bus

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

-          Bus Data

• —  Data bus terdiri dari 8, 16, 32, 64 atau lebih saluran paralel.

• —  CPU membaca/menulis data ® lokasi memori,Port. (melalui saluran Bus Data)
• Setiap piranti yang terhubung ke data bus harus menggunakan tri state buffer sehingga dapat berkeadaan floating/berimpedansi tinggi jika tidak sedang digunakan.
• Mikroprosesor standar 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.

-          Address Bus

• —  Untuk menetapkan kemana data itu dikirim atau dari mana data itu diambil digunakan bus alamat.
• Bus alamat bertugas menetapkan dan memilih satu lokasi memori atau satu lokasi I/O yang hendak diakses.
• Bus alamat terdiri dari 16, 20, 24, atau lebih saluran sinyal paralel.
• Pada saluran CPU mengirim alamat lokasi memori yang akan ditulisi atau lokasi memori yang akan dibaca.

-          Control Bus

• —  CPU mengirim keluar atau menerima sinyal kendali melalui saluran bus kendali.
• Bentuk-bentuk bus kendali adalah: Pembacaan memori, Penulisan ke memori, Pembacaan Port I/O, Penulisan Port I/O, Reset, Interrupt, Memori Request, I/O Request, dan sebagainya tergantung jenis CPU-nya.
• Bus Kendali adalah seperangkat bit pengendali yang berfungsi mengatur:

1.      Penyerempakan memori,

2.      Penyerempakan I/O,

3.      Penjadwalan MPU, Interupsi, DMA,

4.      Pembentuk clock, dan reset.

-          Memori

• —  Bagian memori merupakan gabungan dari memori elektronik RWM dan ROM.
• Disamping juga magnetik floppy disk, magnetik hard disk, atau laser optical disk/CD/DVD/BlueRay, dll.
• Pemakaian memori memiliki dua tujuan :

1.      Menyimpan kode biner untuk urutan instruksi yang disebut dengan program,

2.      Menyimpan kode biner data selama komputer bekerja.

-          Input/Output (I/O)

• —Merupakan bagian yang memungkinkan komputer untuk mengambil data dari luar atau mengirim data ke luar.
• Peripheral semacam keyboard, terminal: video/monitor, printer dan modem dihubungkan ke bagian I/O.
• Piranti yang digunakan untuk interface bus komputer ke peralatan luar disebut Port.

-          Central Processing Unit (CPU)

• —  CPU bekerja mengendalikan operasi komputer.
• CPU mengambil kode biner instruksi dari memori, kemudian mendekode instruksi tersebut dalam urutan aksi yang sangat sederhana.
• Sebuah CPU terdiri dari Aritmetic Logic Unit (ALU) yang dapat membangun fungsi penjumlahan (Add), Pengurangan (Subtract), Logika OR, AND, Invert, atau XOR.
• CPU juga memiliki register-register. Salah satu register dari CPU berfungsi sebagai pencacah alamat (Program Counter= PCI yang digunakan untuk memegang alamat sebuah instruksi atau data berikutnya yang akan diambil dari memori, register umum, atau alamat I/O.
• CPU juga memiliki bagian penting yang disebut dengan Control Unit yang bekerja membangkitkan sinyal kendali.