Mikropsrosesor : Pengertian, Komponen, Fungsi dan Jenis-Jenis

 MIKROPROSESOR

PENGERIAN MICROPROSESOR

Mikroprosesor adalah singkatan dari prosesor biasa juga disebut CPU (central processing unit). Komponen ini merupakan sebuah cip. Cip (chip atau IC/Integrated circuit) adalah sekeping silikon berukuran beberapa milimeter persegi yang mengandung puluhan ribu transistor dan komponen elektronik lain.
Prosesor juga merupakan salah satu komponen terpenting dalam sistem komputer. Prosesor seringkali disebut sebagai otak komputer, meski sebutan ini tidak tepat sepenuhnya. Prosesor hanya bertindak sebagai mesin pemroses tetapi tidak berfungsi sebagai pengingat. Fungsi pengingat ditangani oleh komponen lain yang dinamakan memori. dan bagaimana dengan sejarahnya, semuanya pasti ada sejarahnya mengapa mikroprosesor muncul dan ada serta digunakan dalam komputer.Merk prosesor yang banyak beredar dipasatan adalah AMD, Apple, Cyrix VIA, IBM, IDT, dan Intel.
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.

KARAKTERISTIK MIKROPROSESOR

Berikut adalah karakteristik penting dari mikroprosesor :
⦁ 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.
⦁ 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.
⦁ Ukuran alamat memori (memory address size): Jumlah alamat memori yang dapat dialamati oleh mikroprosesor secara langsung.
⦁ Kecepatan clock (clock speed): Rate atau kecepatan clock untuk menuntun kerja mikroprosesor.
⦁ Fitur-fitur spesial (special features): Fitur khusus untuk mendukung aplikasi tertentu seperti fasilitas pemrosesan floating point, multimedia dan sebagainya.
⦁ Juga merupakan Pemproses Data Utama Dari Komputer.
SEJARAH SINGKAT MIKROPROSESOR
Mikroprosesor yang pertama kali diciptakan yaitu Intel 4004 yang diperkenalkan pada tahun 1971.Prosesor ini sangat sederhana,hanya bisa melakukan operasi sebesar 4 bit perwaktu.Aplikasi prosesor ini adalah untuk menyusun kalkulator elektronik portable.
Mikroprosesor yang pertama kali digunakan untuk komputer rumah adalah Intel 8080 yang diperkenalkan pertama kali pada tahun 1974.Prossesor ini berukuran 8 bit.Digunakan pertama kali pada Kit Altair.Kit buatan MITS yang diperkenalkan pada tahun 1975 inilah yang dianggap sebagai cikal bakal komputer personal yang pertama.Namunyang dinamakan PC seperti yang sekarang diperkenalkan pertama kali oleh IBM pada tahun 1982,yang disebut IBM PC.Komputer ini menggunakan prosesor Intel 8088 yang sebenarnya telah diperkenalkan pada tahun 1979.
Mikroprosesor yang digunakan pada PC dari waktu ke waktu juga berubah.Secara kronologis,prosesor-prosesor yang digunakan sampai pada akhir tahun 2002 adalah 8088,80286,80386,80486,Pentium,Pentium II,Pentium III,dan Pentium IV.Sebagai bahan pertimbangan,prosesor Pentium 4 mempunyai kecepatan 5000 kali lebih cepat daripada prosesor 8088
     
Nama Tahun Transistor
    (ribu) Kecepatan
 Clock Lebar
 Data
 (Bit) Lebar
Bus(bit) Lebar
Bus
Alamat(bit) MIPS
8080 1974               6 2 Mhz 8 8 20 0,64
8088 1979             29 5 Mhz 16 8 20 0,33
80286 1982           134 6 Mhz 16 16 24 1
80386 1985           275 16 Mhz 32 32 32 5
80486 1989        1.200 25 Mhz 32 32 32 20
Pentium 1993        3.100 60 Mhz 32 64 32 100
Pentim II 1997        7.500 233Mhz 32 64 36 ~300
Pentium III 1999        9.500 450 Mhz 32 64 36 ~510
Pentium IV 2000      42.000 1.5 Ghz       32 64 36 ~1,700
Beberapa hal yang perlu diketahui tentang tabel diatas:
⦁ Tahun menyatakan tahun saat prosesor dirilis pertama kali.Perlu diketahui,umumnya proesor dengan   nama yang sama dikembangkan beberapa kali.Sebagai contoh,kecepatan Pentium 4 ketika pertama kali dipublikasikan adalah 1,5 Ghz tetapi pada akhir tahun 2002 telah mencapai di atas 2 Ghz.
⦁ Transistor menyatakan jumlah transistor yang terkandung dalam sebuah cip.
⦁ Kecepatan clock menyatakan jumlah pulsa yang dapat di bangkitkan oleh clock yang memicu prosesor
⦁ Lebar data menyatakan lebar dari ALU ( bagian dalam prosesor yang menangani pemrosesan aritmetik dan logika).
⦁ MIPS (Millions of Intructions Per Second) menyatakan jumlah jutaan instruksi perdetik yang dapat ditangani oleh proesor.

KOMPONEN MIKROPROSESOR

Mikroprosesor terdiri dari beberapa bagian :
⦁ Register, berfungsi untuk sebagai tempat penyimpanan sementara data, alamat, kode instruksi dan bit status berbagai operasi mikroprosesor.
⦁ ALU (Algorithm and Logic Unit), berfungsi untuk mengerjakan perintah – perintah logika dan operasi aritmetika.
⦁ Timing and Control Unit, berfungsi untuk mengambil dan mendekodekan instruksi dari memori program dan membangkitkan sinyal kendali yang diperlukan oleh bagian lain dari mikroprosesor untuk melaksanakan instruksi tersebut

FUNGSI MIKROPROSESOR

Fungsi utama Mikroprosesor adalah sebagai unit yang mengendalikan seluruh kerja sistem mikroprosesor. Beberapa fungsi lain dari mikroprosesor, antara lain :
⦁ Mengambil instruksi dan data dari memori.
⦁ Memindah data dari dan ke memori.
⦁ Mengirim sinyal kendali dan melayani sinyal interupsi.
⦁ Menyediakan pewaktuan untuk siklus kerja sistem mikroprosesor.
⦁ Mengerjakan fungsi – fungsi operasi logika dan aritmetika.

CARA KERJA MIKROPROCESSOR

Mikroprosesor adalah suatu rangkaian digital yang terpadu yang memiliki dimensi ukuran sangat kecil. Mikroprosesor merupakan komponen sentral pada system mikrokomputer. Sistem mikroprosesor terbagi menjadi dua bagian perangkat, perangkat keras dan perangkat lunak. Secara mudahnya dapat dikatakan bahwa sistem mikroprosesor merupakan rangkaian digital kompleks yang terintegrasi dalam suatu sistem. Perubahan fungsi sistem mikroprosesor tergantung dari program pada sistem perangkat lunak yang mendukung kerja sistem mikroprosesor.

Dalam sistem mikroprosesor terdiri atas unit pengolah pusat (CPU), unit media penyimpan (memori) dan unit masukan dan keluaran. Unit masukan dan keluaran sebagai perantara antara sistem mikroprosesor dengan lingkungan luar sistemnya. Apabila sistem mikroprosesor tanpa unit masukan dan keluaran maka tidak ada masukan ataupun keluaran dari dan ke sistem, maka sistem hanya bekerja tanpa ada keluaran yang dapat diperoleh oleh lingkungan luarnya.
Perkembangan kemajuan teknik pembuatan IC mendukung perkembangan mikroprosesor. Kemajuan teknik pembuatan IC tersebut membuat kemasan IC menjadi lebih kecil dengan kemampuan yang lebih besar serta pemakaian daya yang relatif lebih kecil dibandingkan IC sebelumnya. Untuk aplikasi pengontrolan yang sederhana system mikroprosesor dikemas dalam satu keping tunggal yang lazim disebut mikrokontroler.
Sistem minimum adalah penerapan mikroprosesor pada suatu rangkaian digital, dengan komponen minimal sehingga sistem mikroprosesor dapat bekerja. Sistem minimum Intel 8031 merupakan rangkaian digital dengan konfigurasi minimal (menggunakan komponen paling sedikit), yang dapat membuat IC mikrokontroler Intel 8031 dapat digunakan sebagai sistem mikroprosesor.
Dalam sistem minimum diperlukan perangkat-perangkat seperti : mikroprosesor, unit memori, unit masukan dan keluaran, dan rangkaian pendukung lain. Diagram blok rangkaian sistem minimum mikroprosesor diperlihatkan pada gambar berikut.

 Konfigurasi sistem mikroprosesor

Konfigurasi Dasar Sistem Mikroprosesor
Pada sistem mikroprosesor prinsip kerjanya adalah mengolah suatu data masukan, yang kemudian hasil olahan tersebut akan menghasilkan keluaran yang dikehendaki. Proses pengolahan datanya dapat difungsikan sesuai dengan instruksi yang diprogramkan . Masing – masing mikroprosesor memiliki bahasa pemrograman yang berbeda-beda. Namun secara prinsip, dasar dari tiap mikroprosesor adalah sama. Tiap Mikroprosesor memiliki satu bus data, satu bus alamat dan satu bus kendali. Dalam mikroprosesor terdapat suatu unit untuk mengerjakan fungsi – fungsi logika dan aritmetika, register – register untuk menyimpan data sementara dan unit pengendalian .
Bus data terdiri biasanya 4, 8, 16 atau 32 jalur (bit), 64 bit, tergantung dari jenis mikroprosesornya. Bus data berfungsi memuat data dari dan ke mikroprosesor. Arah panah menunjukkan arah data dikirim/diterima.
Bus alamat merupakan bus yang berisi alamat – alamat yang datanya akan dikirim / diterima oleh mikroprosesor.
Bus kendali digunakan untuk mensinkronkan kerja antara mikroprosesor dengan dunia luar sistem. Pada beberapa aplikasi ada yang disebut dengan istilah jabat tangan, seperti misalnya pada penerapan hubungan dengan pencetak (printer).
Dalam sistem kerjanya mikroprosesor didukung oleh unit memori (untuk menyimpan program tetap/sementara dan menyimpan data), unit masukan dan keluaran yang berfungsi sebagai antar muka dengan dunia luar. Catu daya, rangkaian pembangkit detak (clock), rangkaian pengawasandi (address decoder), penyangga (buffer) dan penahan (latch) juga diperlukan mikroprosesor untuk mendukung operasi kerja sebagai satu rangkaian yang solid.

JENIS-JENIS 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)
5. Dibuat dengan teknologi P-channel MOSFET.
6. Digunakan untuk video games, sistem kontrol kecil berbasiskan mikroprosesor serta kalkulator.
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)
*Ketenaraan keluarga Intel melambung pada tahun 1981, ketika IBM menggunakan 8088 dalan komputer pribadinya.
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)
80386 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)
Intel 80486 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.

loading...