A. Latar Belakang
Pada saat ini, teknologi semakin berkembang dengan sangat cepat dan semakin canggih. Perkembangan teknologi ini pastinya sangat berkaitan dengan perkembangan teknologi komputer. Dimana teknologi komputer merupakan pendukung bahkan penggerak kemajuan teknologi informasi pada jaman sekarang ini. Dan tidak bisa dipungkiri bahwa ilmu elektronika sangat berpengaruh kepada perkembangan Teknologi. Sebuah komputer mampu mengendalikan sebuah rangkaian alat elektronika menggunakan sebuah chip IC yang dapat diisi program dan logika yang disebut teknologi Mikroprosesor.
B. Tujuan
Tujuan dalam penulisan makalah ini adalah untuk menambah pengetahuan dan diharapkan bermanfaat bagi kita semua, sehingga kita tahu apa itu mikroprosesor.
C. Perumusan Masalah
1. Apa itu Mikroprosesor ?
2. Bagaimana karateristik dari Mikroprosesor ?
3. Bagaimana sejarah dari pembuatan Mikroprosesor ?
4. Contoh tipe – tipe dari Mikroprosesor ?
5. Prinsip kerja Mikroprosesor ?
6. Bagaimana aplikasi dari Mikroprosesor ?
BAB II
Pembahasan
A. Sejarah Mikroprosesor
1971: 4004 Microprocessor
Pada tahun 1971 munculah microprocessor pertama Intel , microprocessor 4004 ini digunakan pada mesin kalkulator Busicom. Dengan penemuan ini maka terbukalah jalan untuk memasukkan kecerdasan buatan pada benda mati.
1972: 8008 Microprocessor
Pada tahun 1972 munculah microprocessor 8008 yang berkekuatan 2 kali lipat dari pendahulunya yaitu 4004.
1974: 8080 Microprocessor
Menjadi otak dari sebuah komputer yang bernama Altair, pada saat itu terjual sekitar sepuluh ribu dalam 1 bulan
1982: 286 Microprocessor
Intel 286 atau yang lebih dikenal dengan nama 80286 adalah sebuah processor yang pertama kali dapat mengenali dan menggunakan software yang digunakan untuk processor sebelumnya.
1985: Intel386™ Microprocessor
Intel 386 adalah sebuah prosesor yang memiliki 275.000 transistor yang tertanam diprosessor tersebut yang jika dibandingkan dengan 4004 memiliki 100 kali lipat lebih banyak dibandingkan dengan 4004
1989: Intel486™ DX CPU Microprocessor
Processor yang pertama kali memudahkan berbagai aplikasi yang tadinya harus mengetikkan command-command menjadi hanya sebuah klik saja, dan mempunyai fungsi komplek matematika sehingga memperkecil beban kerja pada processor.
1993: Intel® Pentium® Processor
Processor generasi baru yang mampu menangani berbagai jenis data seperti suara, bunyi, tulisan tangan, dan foto.
1995: Intel® Pentium® Pro Processor
Processor yang dirancang untuk digunakan pada aplikasi server dan workstation, yang dibuat untuk memproses data secara cepat, processor ini mempunyai 5,5 jt transistor yang tertanam.
1997: Intel® Pentium® II Processor
Processor Pentium II merupakan processor yang menggabungkan Intel MMX yang dirancang secara khusus untuk mengolah data video, audio, dan grafik secara efisien. Terdapat 7.5 juta transistor terintegrasi di dalamnya sehingga dengan processor ini pengguna PC dapat mengolah berbagai data dan menggunakan internet dengan lebih baik.
1998: Intel® Pentium II Xeon® Processor
Processor yang dibuat untuk kebutuhan pada aplikasi server. Intel saat itu ingin memenuhi strateginya yang ingin memberikan sebuah processor unik untuk sebuah pasar tertentu.
1999: Intel® Celeron® Processor
Processor Intel Celeron merupakan processor yang dikeluarkan sebagai processor yang ditujukan untuk pengguna yang tidak terlalu membutuhkan kinerja processor yang lebih cepat bagi pengguna yang ingin membangun sebuah system computer dengan budget (harga) yang tidak terlalu besar. Processor Intel Celeron ini memiliki bentuk dan formfactor yang sama dengan processor Intel jenis Pentium, tetapi hanya dengan instruksi-instruksi yang lebih sedikit, L2 cache-nya lebih kecil, kecepatan (clock speed) yang lebih lambat, dan harga yang lebih murah daripada processor Intel jenis Pentium. Dengan keluarnya processor Celeron ini maka Intel kembali memberikan sebuah processor untuk sebuah pasaran tertentu.
1999: Intel® Pentium® III Processor
Processor Pentium III merupakan processor yang diberi tambahan 70 instruksi baru yang secara dramatis memperkaya kemampuan pencitraan tingkat tinggi, tiga dimensi, audio streaming, dan aplikasi-aplikasi video serta pengenalan suara.
1999: Intel® Pentium® III Xeon® Processor
Intel kembali merambah pasaran server dan workstation dengan mengeluarkan seri Xeon tetapi jenis Pentium III yang mempunyai 70 perintah SIMD. Keunggulan processor ini adalah ia dapat mempercepat pengolahan informasi dari system bus ke processor , yang juga mendongkrak performa secara signifikan. Processor ini juga dirancang untuk dipadukan dengan processor lain yang sejenis.
2000: Intel® Pentium® 4 Processor
Processor Pentium IV merupakan produk Intel yang kecepatan prosesnya mampu menembus kecepatan hingga 3.06 GHz. Pertama kali keluar processor ini berkecepatan 1.5GHz dengan formafactor pin 423, setelah itu intel merubah formfactor processor Intel Pentium 4 menjadi pin 478 yang dimulai dari processor Intel Pentium 4 berkecepatan 1.3 GHz sampai yang terbaru yang saat ini mampu menembus kecepatannya hingga 3.4 GHz.
2001: Intel® Xeon® Processor
Processor Intel Pentium 4 Xeon merupakan processor Intel Pentium 4 yang ditujukan khusus untuk berperan sebagai computer server. Processor ini memiliki jumlah pin lebih banyak dari processor Intel Pentium 4 serta dengan memory L2 cache yang lebih besar pula.
2001: Intel® Itanium® Processor
Itanium adalah processor pertama berbasis 64 bit yang ditujukan bagi pemakain pada server dan workstation serta pemakai tertentu. Processor ini sudah dibuat dengan struktur yang benar-benar berbeda dari sebelumnya yang didasarkan pada desain dan teknologi Intel’s Explicitly Parallel Instruction Computing ( EPIC ).
2002: Intel® Itanium® 2 Processor
Itanium 2 adalah generasi kedua dari keluarga Itanium
2003: Intel® Pentium® M Processor
Chipset 855, dan Intel® PRO/WIRELESS 2100 adalah komponen dari Intel® Centrino™. Intel Centrino dibuat untuk memenuhi kebutuhan pasar akan keberadaan sebuah komputer yang mudah dibawa kemana-mana.
2004: Intel Pentium M 735/745/755 processors
Dilengkapi dengan chipset 855 dengan fitur baru 2Mb L2 Cache 400MHz system bus dan kecocokan dengan soket processor dengan seri-seri Pentium M sebelumnya.
2005: Intel Pentium 4 Extreme Edition 3.73GHz
Sebuah processor yang ditujukan untuk pasar pengguna komputer yang menginginkan sesuatu yang lebih dari komputernya, processor ini menggunakan konfigurasi 3.73GHz frequency, 1.066GHz FSB, EM64T, 2MB L2 cache, dan HyperThreading.
2005: Intel Pentium D 820/830/840
Processor berbasis 64 bit dan disebut dual core karena menggunakan 2 buah inti, dengan konfigurasi 1MB L2 cache pada tiap core, 800MHz FSB, dan bisa beroperasi pada frekuensi 2.8GHz, 3.0GHz, dan 3.2GHz. Pada processor jenis ini juga disertakan dukungan HyperThreading.
2006: Intel Core 2 Quad Q6600
Processor untuk type desktop dan digunakan pada orang yang ingin kekuatan lebih dari komputer yang ia miliki memiliki 2 buah core dengan konfigurasi 2.4GHz dengan 8MB L2 cache (sampai dengan 4MB yang dapat diakses tiap core ), 1.06GHz Front-side bus, dan thermal design power ( TDP )
2006: Intel Quad-core Xeon X3210/X3220
Processor yang digunakan untuk tipe server dan memiliki 2 buah core dengan masing-masing memiliki konfigurasi 2.13 dan 2.4GHz, berturut-turut , dengan 8MB L2 cache ( dapat mencapai 4MB yang diakses untuk tiap core ), 1.06GHz Front-side bus, dan thermal design power (TDP)
2007: Intel Core Duo
Intel Core Duo adalah prosesor intel pertama yang mempunyai 2 buah inti ( core ). Menggunakan teknologi fabrikasi chip 65 nm.
B. Pengertian Mikroprosesor
Sebuah mikroprosesor (disingkat µP atau uP) adalah sebuah central processing unit (CPU) elektronik komputer yang terbuat dari transistor mini dan sirkuit lainnya di atas sebuahsirkuitterintegrasisemikonduktor.
Sebelum berkembangnya mikroprosesor, CPU elektronik terbuat dari sirkuit terintegrasi TTL terpisah; sebelumnya, transistor individual; sebelumnya lagi, dari tabung vakum. Bahkan telah ada desain untuk mesin komputer sederhana atas dasar bagian mekanik seperti gear, shaft, lever, Tinkertoy, dll.
Evolusi dari mikroprosesor telah diketahui mengikuti Hukum Moore yang merupakan peningkatan performa dari tahun ke tahun. Teori ini merumuskan bahwa daya penghitungan akan berlipat ganda setiap 18 bulan, sebuah proses yang benar terjadi sejak awal 1970-an; sebuah kejutan bagi orang-orang yang berhubungan. Dari awal sebagai driver dalam kalkulator, perkembangan kekuatan telah menuju ke dominasi mikroprosesor di berbagai jenis komputer; setiap sistem dari mainframe terbesar sampai ke komputer pegang terkecil sekarang menggunakan mikroprosesor sebagai pusatnya.
C. Karakteristik Mikroprosesor
Berikut adalah karakteristik penting dari mikroprosesor :
1. Ukuran bus data internal (internal data bus size): Jumlah saluran yang terdapat dalam mikroprosesor yang menyatakan jumlah bit yang dapat ditransfer antar komponen di dalam mikroprosesor.
2. Ukuran bus data eksternal (external data bus size): Jumlah saluran yang digunakan untuk transfer data antar komponen antara mikroprosesor dan komponen-komponen di luar mikroprosesor.
3. Ukuran alamat memori (memory address size): Jumlah alamat memori yang dapat dialamati oleh mikroprosesor secara langsung.
4. Kecepatan clock (clock speed): Rate atau kecepatan clock untuk menuntun kerja mikroprosesor.
5. Fitur-fitur spesial (special features): Fitur khusus untuk mendukung aplikasi tertentu seperti fasilitas pemrosesan floating point, multimedia dan sebagainya
D. Tipe – tipe microprocessor
1. Pentium (diproduksi oleh Intel Corporation).
Pentium merupakan prosesor yang paling popular .berkembang sejak Pentium dengan kecepatan 60 Megahertz kemudian Pentium II, lalu Pentium III, hingga saat ini yang paling mutakhir adalah Pentium 4 dengan kecepatan hingga 2000 Megahertz atau 2 Gigahertz.
2. Celeron (produksi Intel).
Celeron sebenarnya adalah Pentium II yang di kurangi atau di tiadakan komponen memori cache level 2-nya. Beberapa jenis prosesor ini adalah : a Celeron dengan cache L2 0 KB b Celeron dengan cache L2 128 KB c Celeron –II dengan cache L2 256 KB.
3. Thunderbird (produksi AMD).
Thunderbird adalah kelanjutan dari Athlon dan Duron .ketiganya di produksi AMD sebagai saingan terberat Intel Pentium .K7(istilah lebih ringkas dari Thunderbirtd) dipercaya memiliki ketahanan dan kecepatan lebih baik dari pada Intel Pentium yang setara , sangat cocok bagi pemakai komputer yang gemar melakukan overclocking.
4. WinChip (produksi IBM )
DT merupakan perusahaan yang lebih kecil yang menghasilkan CPU seperti Pentium MMX dengan harga murah. WinChip C6 pertama IDT diperkenalkan pada Mei 1997.
E. Prinsip kerja mikroprosesor
Cara suatu mikroprosesor bekerja dalam suatu rangkaian elektronik diarahkan oleh suatu program dalam kode-kode bahasa mesin (machine language) yang telah “dimasukkan” terlebih dahulu kedalam memory sistem rangkaian berbasis mikroprosesor itu. Di dalam sebuah mikroprosesor paling tidak terdiri dari rangkaian-rangkaian digital; memory/register, pengolah logika aritmatika, rangkaian kontrol operasi sekuensial.
Walau sebenarnya pekerjaan mikroprosesor jauh lebih rumit, tetapi pada dasarnya hanya ada 3 pekerjaan yang dilakukan :
a. Menggunakan ALU, mikroprosesor dapat melakukan operasi aritmatik (penjumlahan, pengurangan, perkalian, dan pembagian). Mikroprosesor modern memiliki prosesor floating point yang bisa melakukan operasi-operasi yang sangat rumit untuk membantu CPU.
B Mikroprosesor bisa memindahkan data dari lokasi memori ke peranti lainnya dan sebaliknya.
C Mikroprosesor bisa membuat keputusan dan melompat ke set instruksi yang baru, berdasar pada keputusan itu.
Jalur data mikroprosesor
a. Bus alamat (bisa berukuran 8, 16, atau 32-bit) : berfungsi untuk mengirim alamat ke memori.
b. Bus data (juga bisa berukuran 8, 16, atau 32-bit) : berfungsi untuk mengirim/menerima data ke/dari memori.
c. Jalur RD (read) dan WR (write) berfungsi untuk memberitahu memori apakah ia harus membaca atau menulis data di lokasi yang dialamati.
d. Jalur clock : berfungsi memberikan deretan pulsa clock pada prosesor.
e. Jalur reset : berfungsi mereset penghitung program ke nol (atau ke sesuatu nilai) dan memulai lagi pekerjaan dari awal.
Fungsi komponen di dalam mikroprosesor :
a. Register A, B, dan C terdiri dari untai latch yang disusun dari untai flip-flop. Address Latch hanya meregister A, B, dan C
b Program counter : sebuah latch dengan kemampuan tambahan untuk menaikkan satu angka, dan juga bisa me-reset ke nol jika diperintahkan.
c.ALU bekerja seperti penjumlah 8-bit sederhana : melakukan operasi penjumlahan, pengurangan, perkalian, dan pembagian nilai-nilai 8-bit.
d .Test register : sebuah latch yang bisa menyimpan nilai perbandingan-perbandingan yang dilakukan di ALU. Sebuah ALU secara normal bisa membandingkan dua buah angka dan menentukan apakah keduanya sama besar nilainya atau salah satu lebih besar dari yang lain.
e. Tri-state buffer : bisa melewatkan dan memutus keluarannya (seperti saklar). Buffer ini memungkinkan keluaran yang berjumlah banyak bisa tersambung pada sebuah jalur, tetapi pada satu waktu hanya satu dari mereka yang secara memberikan nilai “1” atau “0” ke jalur.
f. Instruction Register dan instruction decoder bertanggungjawab untuk mengendalikan semua komponen-komponen lainnya.
Instruksi Pada Mikroprosesor
Mikroprosesor yang sangat sederhana sekalipun tetap memiliki instruksi-instruksi yang jumlahnya cukup banyak. Instruksi diimplementasikan dalam pola-pola bit (disebut juga bahasa mesin, machine language), masing-masing memiliki arti sendiri-sendiri saat dimuatkan ke dalam instruction register.Manusia pada umumnya tidak mungkin mengingat-ingat pola-pola bit, maka sebagai jalan keluar dirancanglah satu set kata pendek yang melukiskan pola-pola bit tersebut, yang lebih mudah dipahami.
Koleksi kata-kata pendek ini disebut sabagai bahasa assembly.
Untuk menterjemahkan kata-kata pendek ini ke dalam bahasa yang dimengerti oleh mesin, digunakan peranti yang disebut assembler.
Instruksi yang telah diterjemahkan oleh assembler ditempatkan ke dalam memori untuk dieksekusi oleh mikroprosesor.
Contoh Instruksi Mikroprosesor Sederhana
• LOADA mem – Muat register A dari alamat memori
• LOADB mem – Muat register B dari alamat memori
• CONB con – Muat sebuah nilai konstan ke register B
• SAVEB mem – Simpan register B ke alamat memori
• SAVEC mem – Simpan register B ke alamat memori
• ADD – Tambahkan A dan B dan simpan hasilnya di C
• SUB – Kurangi A dan B dan simpan hasilnya di C
• MUL – Kalikan A dan B dan simpan hasilnya di C
• DIV – Bagi A dan B dan simpan hasilnya di C
• COM – Bandingkan A dan B dan simpan hasilnya di C
• JUMP addr – Melompat ke sebuah alamat
• JEQ addr – Melompat, jika setara, ke alamat
• JNEQ addr – Melompat, jika tak setara, ke alamat
• JG addr – Melompat, jika lebih besar dari, ke alamat
• JGE addr – Melompat, jika lebih besar dari atau setara, ke alamat
• JL addr – Melompat, jika lebih kecil dari, ke alamat
• JLE addr – Melompat, jika lebih kecil dari atau setara, ke alamat
• STOP – Berhenti melakukan eksekusi
F. Aplikasi mikroprosesor pada sistem Robotic
Pengendali mikro (microcontroller) adalah sistem mikroprosesor lengkap yang terkandung di dalam sebuah chip. Mikrokontroler berbeda dari mikroprosesor serba guna yang digunakan dalam sebuah personal computer karena sebuah mikrokontroler umumnya telah berisi komponen pendukung sistem minimal mikroprosesor, yakni memori dan antarmuka I/O. Untuk mengontrol robot, maka digunakan mikrokontroler dengan pertimbangan faktor ukuran yang relatif kecil sehingga cocok untuk pengontrol robot.
Pada prinsipnya mikrokontroler adalah mikroprosesor yang diprogram dengan bahasa assembly dan dirancang sebagai pengendali bukan untuk komputasi. Kontroler adalah rangkaian elektronik berbasis mikroprosesor yang berfungsi sebagai pengatur seluruh komponen dalam membentuk fungsi kerja.
Secara umum diagram ilustrasi sistem robotik yang berhubungan dengan dunia nyata seperti diagram di bawah ini :
Sensor adalah perangkat atau komponen yang bertugas mendeteksi (hasil) gerakan atau fenomena lingkungan yang diperlukan oleh sistem kontroler. Aktuator adalah perangkat elektromekanik yang menghasilkan daya gerakan. Sistem controller adalah rangkaian elektronik yang setidak-tidaknya terdiri dari rangkaian prosesor (CPU, Memori, komponen interface Input/Output), signal conditioning untuk sensor (analog dan atau digital), dan driver untuk aktuator. Mekanik robot adalah sistem mekanik yang dapat terdiri dari setidak-tidaknya sebuah fungsi gerak.
Mikroprosesor dan mikrokontroler mengimplementasikan suatu komputasi pada hardware yang tetap. Antarmuka semacam keyboard, tampilan, disket, atau printer yang umumnya ada pada sebuah komputer pribadi justru tidak ada pada sistem mikrokontroler. Sistem mikrokontroler lebih banyak melakukan pekerjaan-pekerjaan sederhana yang penting seperti mengendalikan motor, saklar, resistor variabel, atau perangkat elektronis lain. Seringkali satu-satunya bentuk antarmuka yang ada pada sebuah sistem mikrokontroler hanyalah sebuah LED, bahkan ini pun bisa dihilangkan jika tuntutan konsumsi daya listrik mengharuskan demikian.
Mikroprosesor adalah unit pengendali pusat dari interface. Mikroprosesor membawa perintah-perintah yang disimpan di RAM dan di EPROM. Proses ini mempunyai dua mode yaitu Mode Aktif dan Mode Pasif. Ditinjau dari segi arsitekturnya, mikroprosesor hanya merupakan single chip CPU, sedangkan mikrokontroler dalam IC-nya selain CPU juga terdapat device lain yang memungkinkan mikrokontroler berfungsi sebagai suatu single chip computer. Dalam sebuah IC mikrokontroler telah terdapat ROM, RAM, EPROM, serial interface dan paralel interface, timer, interrupt controller, konverter Analog ke Digital, dan lainnya (tergantung feature yang melengkapi mikrokontroler tersebut).
Sedangkan dari segi aplikasinya, mikroprosessor hanya berfungsi sebagai Central Processing Unit yang menjadi otak komputer, sedangkan mikrokontroller, dalam bentuknya yang mungil, pada umumnya ditujukan untuk melakukan tugas–tugas yang berorientasi kontrol pada rangkaian yang membutuhkan jumlah komponen minimum dan biaya rendah (low cost).
Maka dapat diambil kesimpulan, microprocessor merupakan beberapa komponen CPU yang dipaket menjadi satu chip. Microcontroller merupakan keseluruhan (instruksi) computer yang dibuat dalam satu chip.
BAB III
Penutup
Demikian makalah tentang mikroprosesor yang saya buat, semoga dapat bermanfaat dan berguna bagi kita semua.
Kesimpulan
1. Sebuah mikroprosesor (disingkat µP atau uP) adalah sebuah central processing unit (CPU) elektronik komputer yang terbuat dari transistor mini dan sirkuit lainnya di atas sebuah sirkuit terintegrasi semikonduktor.
2. Cara suatu mikroprosesor bekerja dalam suatu rangkaian elektronik diarahkan oleh suatu program dalam kode-kode bahasa mesin (machine language) yang telah “dimasukkan” terlebih dahulu kedalam memory sistem rangkaian berbasis mikroprosesor itu.
3. Mikroprosesor adalah unit pengendali pusat dari interface. Mikroprosesor membawa perintah-perintah yang disimpan di RAM dan di EPROM. Proses ini mempunyai dua mode yaitu Mode Aktif dan Mode Pasif. Ditinjau dari segi arsitekturnya, mikroprosesor hanya merupakan single chip CPU
