MIKROPROSESOR
Gambaran atau Features dari sebuah Mikroprosesor dapat
dipelajari dengan baik melalui pemahaman dan pengkajian Internal Hardware
Design, yang disebut juga dengan istilah Architecture. Internal
Hardware design berkaitan dengan masalah-masalah Jenis, Jumlah, dan Ukuran
Register serta komponen lainnya.
Sedangkan untuk
dapat menginstalasikan sebuah mikroprosesor dengan komponen lainnya seperti
RAM, ROM, dan I/O sebagai komponen utama dan rangkaian Clock, Reset, Buffer,
dan lain-lain sebagai komponen pendukung diperlukan pemahaman sistem bus yang
dimiliki oleh setiap Mikroprosesor.
Ada tiga jenis
arsitektur Mikroprosesor:
1.
Arsitektur I/O Terisolasi
Mikroprosesor dengan
arsitektur I/O Terisolasi menggunakan disain pengalamatan atau pemetaan I/O terpisah
atau terisolasi dengan pengalamatan atau pemetaan memori. Pengalamatan I/O
menggunakan sebagian dari jumlah saluran alamat (Address Buss) sedangkan
pengalamatan memori menggunakan semua saluran alamat (Address Buss).
Metode I/O
terisolasi menggunakan akumulator pada CPU untuk menerima informasi dari I/O
atau mengeluarkan informasi ke bus I/O selama operasi Input Output.
Tidak ada Register lain selain akumulator yang terpakai untuk akses I/O.
Metode I/O Terisolasi disebut juga dengan I/O akumulator. Konsep ini memiliki
pengaruh penting pada program komputer yaitu:
·
Instruksi yang digunakan hanya dua kode
operasi yaitu IN dan OUT
·
Informasi/data yang ada pada akumulator harus
dialihkan pada suatu lokasi penyimpanan sementara sebelum ada operasi I/O berikutnya
·
Perlu ada tambahan instruksi pada program
pengalihan data/informasi pada akumulator
Keuntungan metode I/O terisolasi:
·
Komputer dapat mengalihkan informasi/data ke
atau dari CPU tanpa menggunakan memori. Alamat atau lokasi memori untuk
rangkaian memori bukan untuk operasi I/O
·
Lokasi memori tidak terkurangi oleh sel-sel
I/O Instruksi I/O lebih pendek sehingga dapat dengan mudah dibedakan dari
instruksi memori
·
Pengalamatan I/O menjadi lebih pendek dan
perangkat keras untuk pengkodean alamat lebih sederhana.
Kerugian metode I/O terisolasi:
Lebih
banyak menggunakan penyemat pengendalian pada Mikroprosesornya. Mikroprosesor
buatan Intel dan Mikroprosesor buatan Zilog menggunakan
arsitektur I/O Terisolasi.
2.
Arsitektur I/O Terpetakan dalam Memori
Mikroprosesor dengan
arsitektur I/O terpetakan dalam memori menyatukan sel-sel I/O dalam
pengalamatan yang bersama dengan sel-sel memori. I/O yang terpetakan dalam
memori menunjukkan penggunaan instruksi tipe memori untuk mengakses alat-alat
I/O.
I/O yang dipetakan dalam memori
memungkinkan CPU menggunakan instruksi yang sama untuk alih memori seperti yang
digunakan untuk alih I/O. Sebuah pintu I/O diperlakukan seperti sebuah lokasi
memori. Keuntungan sistim ini adalah instruksi yang dipakai untuk pembacaan dan
penulisan memori dapat digunakan untuk memasukkan dan mengeluarkan data pada
I/O.
Kerugiannya pertama tiap satu
pintu I/O mengurangi satu lokasi memori yang tersedia. Kedua alamat lokasi I/O
memerlukan 16 bit saluran. Ketiga instruksi I/O yang dipetakan dalam memori
lebih lama dari instruksi I/O terisolasi.
3.
Arsitektur Harvard
Arsitektur Harvard
menggunakan disain yang hampir sama dengan arsitektur I/O terisolasi.
Perbedaannya pada arsitektur harvard antara memori program dan memori data
dipisahkan atau diisolasi.
Pemisahan antara
memori program dan memori data menggunakan perintah akses memori yang berbeda. Harvard
arsitektur ditinjau dari kemampuan jumlah memori lebih menguntungkan.
Kemasan Mikroprosesor
Ada empat jenis bentuk kemasan Mikroprosesor:
·
PDIP: Pastic Dual Inline Package
·
PLCC: Plastic J-Lieded Chip Carrier
·
TQFP: Plastic Gull Wing Quad Flat Package
·
SOIC: Plastic Gull-wing Small Outline.
Feature Kasus pada Zilog Z-80 CPU
Keterangan Gambar 4 adalah sebagai
berikut:
·
Mikroprosesor 8 bit dengan
arsitektur I/O Terisolasi
·
16 bit Address Bus dengan
kemampuan: pengalamatan memori 64 Kbyte, Pengalamatan I/O 256 byte
·
148 instruksi
·
8 buah Register 8 bit sebagai Regiter
utama, buah register 8 bit sebagai Register alternatif, 4 buah Register
16 bit, 2 buah Register 8 bit fungsi khusus.
·
Frekuensi Clock 2,5 MHz - 4 Mhz
·
Komsumsi Daya: Aktif 150 mA
·
Kemasan PDIP
Kendali CPU menjalankan
fungsi-fungsi sebagai berikut:
·
M1* (Machin Cycle One: satu siklus
mesin) merupakan pin keluaran aktif rendah jika CPU sedang mengambil sandi
operasi instruksi dari memori. Pada saat ini bus alamat berisi alamat memori
seperti data yang ada pada Register PC, dan data bus mengarah masuk.
·
MREQ* (Memori Request: pesan memori)
merupakan pin Keluaran aktif rendah pada waktu saluran alamat berisi alamat
memori
·
IORQ* (Input Output Request: pesan Input
Output) Keluaran aktif rendah pada waktu saluran alamat A0 s/d A7 berisi
alamat I/O
·
RD* (Read: Baca) Keluaran aktif rendah
pada waktu CPU melakukan operasi baca/memasukkan data
·
WR* (Write: Tulis) Keluaran aktif
rendah pada waktu CPU melakukan operasi tulis/mengeluarkan data
·
RFSH* (Refresh: Penyegaran) Keluaran
aktif rendah jika CPU mengeluarkan alamat memori untuk menyegarkan memori
mekanik
·
HALT* Keluaran aktif rendah pada saat CPU
melaksanakan instruksi Halt/berhenti
·
WAIT* Masukan dibuat aktif rendah oleh alat
luar yang menyela kerja CPU
·
INT* (Interrupt: interupsi) Masukan
aktif rendah jika ada luar yang meminta layanan interupsi
·
NMI* (Non Mascable Interrupt:
interupsi yang tidak bisa dihalang) Masukan aktif rendah jika ada selaan yang
yang tak dapat dihalangi
·
RESET* Masukan dibuat aktif rendah oleh alat
luar untuk membuat CPU ada dalam keadaan awal
·
BUSRQ* (Buss Request: pesan bus)
Sinyal masukan yang dibuat aktif rendah jika ada alat luar yang meminjam bus
sistem
·
BUSAK* (Bus Akcnowledge) Keluaran
aktif rendah yang menandakana CPU mengijinkan peminjaman bus sistem.
Z-80 CPU dalam
menggendalikan sistem menggunakan enam pin kendali dan empat diantaranya
digunakan untuk berkomunikasi dengan Memori dan I/O. Cara berkomunikasinya
menggunakan status bit.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar