MODUL KE 2 Sistem Mikroprosesor (3 sks) 2.1. menunjukkan contoh blok diagram sederhana dari sistem mikroprosesor yang dapat diperluas/dikembangkan sekaligus dengan perluasan/ pengembangannya

Sistem Mikroprosesor/Teknik Elektro/FTI/Universitas Jayabaya/Modul ke 2/Hal 2-1

MODUL KE 2

Sistem Mikroprosesor (3 sks)

MATERI KULIAH :

Pengantar perancangan mikroprosesor. Sistem mikroprosesor tunggal, sistem multiprosesor. Beberapa contoh sistem mikroprosesor minimum. Review basis bilangan biner dan heksa desimal, operasi penjumlahan dan pengurangannya. Pengertian Memory space (ruang memori) disertai dengan contoh kasus. Pengertian memory map (peta memori). Perbedaan memory mapped I/O dan isolated I/O.

POKOK BAHASAN :

Pengantar Desain Sistem Mikroprosesor,

Memory Space, Memory Map,

Review Basis Bilangan dan Operasinya

Oleh Ir. INDRAGUNG PRIYAMBODO, MT.

2.1. Beberapa Jenis Desain Sistem Mikroprosesor

Pengelompokan sistem mikroprosesor dibuat berdasarkan pembentukan/desain sistem mikroprosesornya secara hardware, yang terbagi seperti berikut ini.

Sistem mikroprosesor tunggal :

Sistem mikroprosesor minimum;

Sistem mikroprosesor yang dapat diperluas

Sistem multiprosesor.

Berikut ini dibahas secara singkat pengertian pengelompokan tersebut.

2.1.1 SISTEM MIKROPROSESOR TUNGGAL

Sistem mikroprosesor tunggal merupakan sistem mikroprosesor yang hanya mempunyai sebuah mikroprosesor dalam sistem tersebut.

2.1.1.1 SISTEM MIKROPROSESOR MINIMUM

Sistem mikroprosesor minimum merupakan sistem mikroprosesor yang mempunyai konfigurasi hardware minimum, atau dengan kata lain jumlah komponen dalam sistem mikroprosesor tersebut adalah seminimum mungkin, sehingga masalah

2


pembebanan menjadi tidak perlu diperhatikan.

Beberapa hal yang merupakan ciri atau terkait dengan sistem mikroprosesor minimum seperti berikut ini.

Hardware sederhana;

Hampir tidak dapat diperluas/dikembangkan lagi;

Tidak menggunakan seluruh saluran alamatnya;

Terjadi duplikasi alamat yang tidak mengganggu.

Khusus masalah pembebanan pada saluran (data, alamat) mikroprosesor dapat ditinjau dari :

- pembebana arus listrik, dan

- pembebanan kapasitansi.

Untuk sistem mikroprosesor minimum, satu atau kedua pembebanan tersebut tidak boleh melampaui batas-batasnya.

Sebagai contoh berikut ini.

Suatu mikroprosesor (menurut data sheet-nya) mampu dibebanisebesar 100 A dan 100 pF. Diketahui bahwa komponen yang akan dibebankan (dihubungkan ke

mikroprosesor tersebut) secara rata-rata membutuhkan 10 A dan 15 pF.

Berapakah Jumlah komponen maksimal yang boleh dipasang/dihubungkan pada mikroprosesor tersebut untuk membentuk sistem mikroprosesor minimum ?

- jumlah komponen berdasarkan pembebanan arus listrik =

100 A/10 A = 10 komponen

- jumlah komponen berdasarkan pembebanan kapasitansi = 100 pF/15 pF = 6,67 dibulatkan ke bawah menjadi 6 komponen

Jadi jumlah maksimal komponen yang dapat dibebankan agar membentuk sistem mikroprosesor minimum adalah 6 komponen (diambil yang kecil).

2.1.1.2 SISTEM MIKROPROSESOR YANG DAPAT DIPERLUAS

Beberapa hal yang merupakan ciri atau terkait dengan sistem mikroprosesor yang dapat diperluas seperti berikut ini.

Hardware tidak sederhana;

Relatif mudah diperluas/dikembangkan;

Menggunakan seluruh saluran alamatnya;

μP

Komponen

Lain

(Beban)

100 A

100 pF

10 A

15 pF


Terjadi duplikasi alamat, tetapi tidak mengganggu;

Memerlukan bus buffer;

Memerlukan sistem bus standar.

Secara umum, jika jumlah pembebanan arus listrik dan/atau pembebanan kapasitansi melebihi batas maksimum kemampuan pembebanan dari mikroprosesor, maka dibutuhkan bus buffer yang sesuai.

Oleh karena itu agar sistem mikroprosesor dapat diperluas yang berarti peluang pembebanannya melebihi batas maksimumnya, maka dibutuhkan bus buffer yang sesuai tersebut. Selain itu juga membutuhkan sistem bus standard agar memudahkan perluasannya.

Yang dimaksud dengan “bus buffer yang sesuai” misalnya :

- Bus data membutuhkan bus buffer dua arah;

- Bus alamat membutuhkan bus buffer satu arah;

- Bus kendali/kontrol membutuhkan bus buffer satu arah.

Gambar 2.1. menunjukkan contoh blok diagram sederhana dari sistem mikroprosesor yang dapat diperluas/dikembangkan sekaligus dengan perluasan/ pengembangannya.

Gambar 2.1 Diagram blok sederhana sistem mikroprosesor yang dapat diperluas (sistem mikroprosesor utama) sekaligus dengan perluasan/pengembangannya.

1

2

3

Perluasannya

Sistem Mikroprosesor Utama

(Yang Dapat Diperluas)

μP

RAM

ROM

I/O

RAM

ROM

I/O

I/O

1

2

3

Bus Buffer

Sistem Bus Standard


Pada gambar 2.1. tersebut misalnya :

Bus buffer nomor 1, digunakan untuk saluran data (dua arah);

Bus buffer nomor 2, digunakan untuk saluran alamat (satu arah);

Bus buffer nomor 3, digunakan untuk saluran kendali/kontrol (satu arah);

Sedangkan sistem alamatnya menggunakan pengalamatan penuh (seluruh saluran

alamat digunakan).

2.1.2 SISTEM MULTIPROSESOR

Sistem multiprosesor merupakan sistem mikroprosesor yang mempunyai lebih dari

satu mikroprosesor.

Tujuan dengan digunakan lebih dari satu mikroprosesor antara lain :

Peningkatan kecepatan operasi sistem, yang otomatis memerlukan hardware

dan software khusus. Misalnya sistem multiprosesor yang menggunakan dua (2)

buah mikroprosesor seperti pada gambar 2.2. Dengan adanya dua

mikroprosesor maka untuk memproses suatu perhitungan, setiap mikroprosesor

dapat bekerja sekitar ½ (setengah) bagian proses tadi. Ini tentunya akan

meningkatkan kecepatannya sekitar dua kali lipat untuk contoh tersebut.

Gambar 2.2 Diagram blok sederhana sistem multiprosesor

yang menggunakan dua buah mikroprosesor.

μP

μP

RAM

ROM

I/O


Peningkatan keandalan (reliability) sistem. Misalnya sistem multiprosesor

yang menggunakan dua (2) buah mikroprosesor seperti pada gambar 1.8.

tersebut. Bila masing-masing mikroprosesor bekerja penuh pada saat yang

bersamaan, dan kemudian hasinya dibandingkan. Bila berbeda, salah satunya

dianggap/diasumsikan salah, maka keandalan sistem akan semakin baik.

Penambahan fungsi khusus, misalnya untuk pengujian sistem mikroprosesor

utama seperti ditunjukkan gambar 2.3. Pada gambar tersebut sistem

mikroprosesor sekunder/tambahan tersebut digunakan khusus untuk menguji

keabsahan sistem mikroprosesor utama.

Gambar 2.3 Diagram blok sederhana sistem multiprosesor yang menggu-

nakan sistem mikroprosesor sekunder/tambahan untuk me-

nguji keabsahan sistem mikroprosesor utama.

μP

RAM

ROM

I/O

Sistem Mikroprosesor Utama

μP

RAM

ROM

I/O

Sistem Mikroprosesor Sekunder


2.2. Pengantar Desain Sistem Mikroprosesor

DAFTAR PUSTAKA

[1] Charles M.Gilmore , Microprocessors:Principles and Applications, Glencoe/McGraw-Hill, 2nd International Ed. , 1995

[2] Lance A. Leventhal, Introduction to Microprocessors : Software, Hardware, Programming, Prentice Hall,1978.

[3] Tom Shanly, Pentium Pro and Pentium II System Architecture, 2nd, MindShare,

Inc., Addison – Wesley, 1998.

[4] Pasahow, Edward, J. , Microprocessor and Microcomputer Interfacing for

Electronics Technicians, McGraw-Hill, New York, 1981.

Persiapan Perancangan - Syarat - Definisi - pembagian software &

hardware

Desain/Pengem--bangan Software

Desain/Pengem-bangan Hardware

kerjasama

Integrasi software + hardware & debugging

Sistem memenuhi

syarat ?

Program

PROM

Sistem

definitif

Tes Akhir

tidak tidak

ya


[5] Chris H. Pappas dan Willian H. Murray III, 80386 Mikroprocessor Handbook,

Osborne McGraw-Hill, 1988

[6] Avtar Singh dan Walter A. Triebel, The 8088 Microprocessor : Programmnig,

Interfacing, Software, Hardware, and Applications, Prentice Hall, International Editions, 1989

[7] Rodnay Azks (alih bahasa : S.H. Nasution), From Chips to Systems : An Introduction to Microprocessors ( Dari Chip ke Sistem : Pengantar Mikroprosesor), Sybec Inc., 1981 (Penerbit Erlangga, 1986).

[8] Harry Garland (alih bahasa : M. Barmawi dan M.O. Tjia), Introduction to

Microprocessor System Design ( Pengantar Desain Sistem Mikroprosesor), McGraw-Hill Inc., 1979 (Penerbit Erlangga, 1984).

[9] Barry B. Brey , Microprocessors and Peripherals : Hardware,Software,Interfacing, and Applications, Merrill Publishing Company, 1988.

Lampiran acuan bilangan yang WAJIB dibiasakan (refleks) mahasiswa Sistem Mikroprosesor.

Desimal

(Basis 10)

Biner (B)

(Basis 2)

Heksadesimal (H)

(Basis 16)

0 0000 0

1 0001 1

2 0010 2

3 0011 3

4 0100 4

5 0101 5

6 0110 6

7 0111 7

8 1000 8

9 1001 9

10 1010 A

11 1011 B

12 1100 C

13 1101 D

14 1110 E

15 1111 F

16 1 0000 10

Documents

MODUL KE 2 Sistem Mikroprosesor (3 sks) 2.1. menunjukkan contoh blok diagram sederhana dari sistem mikroprosesor yang dapat diperluas/dikembangkan sekaligus dengan perluasan/ pengembangannya