PENGERTIAN DAN JENIS ARSITEKTUR MIKROPROSESOR

 

PENGERTIAN ARSITEKTUR MIKROPROSESOR

    Arsitektur sebuah mikroprosesor menunjukkan rancangan tentang perangkat lunak dan perangkat keras yang terpadu menjadi satu. Rancangan perangkat lunak dan perangkat keras sebuah mikroprosesor dikembangkan secara simultan sebelum sebuah mikroprosesor diproduksi. Arsitektur perangkat lunak mikroprosesor disebut juga dengan set instruksi.  

    Setiap mikroprosesor memiliki set instruksi tersendiri yang terdiri dari sejumlah instruksi 

yang dapat bekerja di dalam perangkat keras mikroprosesor. Internal software design berkaitan dengan bentuk atau rancangan set instruksi (instruction set) yang digunakan.

JENIS ARSITEKTUR MIKROPROSESOR

    Ada tiga model arsitektur mikroprosesor dilihat dari perangkat lunak dalam bentuk set instruksi sebagai software design. Ketiga jenis arsitektur mikroprosesor yaitu: (1) Complex Instruction Set Computer (CISC), (2) Reduce Instruction Set Computer (RISC), dan (3) Mikroprosesor Superskalar.

1. Complex Instruction Set Computer (CISC)

    Pada mulanya dalam industri komputer, pemrograman dilakukan menggunakan bahasa assembly atau kode-kode bahasa mesin. Pemrograman semacam ini sangat powerful dan mudah menggunakan instruksi. Perancang CPU mencoba membuat instruksi yang dapat melakukan berbagai perintah kerja. CISC adalah jenis arsitektur mikroprosesor yang menggunakan banyak jenis dan ragam instruksi. CISC menyediakan kemampuan setiap instruksi dapat mengeksekusi operasi low-level, seperti men-load data dari memori, operasi aritmetika, dan melakukan prosedur penyimpanan ke memori. Mikroprosesor jenis ini memiliki kemampuan eksekusi cepat. Contoh mikroprosesor dengan arsitektur CISC adalah Intel 8088, 8085, 8086, Zilog Z-80 CPU, NS 32016, MC6800. Karena jumlah instruksi lebih banyak jenis dan ragamnya maka kelemahan CISC terletak pada sulitnya mengembangkan interpreter dan kompiler.

2. Reduce Instruction Set Computer (RISC)

    RISC merupakan arsitektur instruction set yang menekankan kepada kesederhanaan instruksi “bekerja sedikit” tetapi tetap memberikan hasil performansi yang tinggi. Hal ini bisa terjadi karena proses eksekusi instruksinya sangat cepat. Arsitektur ini lebih baru dibandingkan dengan arsitektur CISC. Arsitektur RISC memiliki sedikit instruksi banyak register. Contoh mikroprosesor dengan artsitektur RISC adalah AMD 2900, MIPS R2000, SUN SPARC, MC 8800, ATMET 90S1200, 90S2313, 90S2323, 90S2343, 90S4434, 90S8515. 

Ciri-ciri RISC: 

a) Instruksi bersifat tunggal. 

b) Ukuran instruksi umumnya 4 byte. 

c) Jumlah mode pengalamatan (addressing mode) lebih sedikit di bawah lima. 

d) Tidak ada mode pengalamatan tidak langsung (indirect addressing mode). 

e) Tidak ada operasi yang menggabungkan operasi load/store dengan operasi 

aritmetika. 

f) Setiap instruksi dalam satu lokasi memori memiliki lebih dari satu operand. 

g) Tidak mendukung sembarang peralatan. 

h) Satu instruksi satu alamat data. 

i) Minimal 32 register interger dapat dirujuk secara eksplisit. 

j) Minimal 16 register floating point direferensikan secara eksplisit.

3. Mikroprosesor Superskalar

    Mikroprosesor dengan arsitektur superskalar adalah mikroprosesor yang 

menggunakan instruksi-instruksi biasa (aritmetika, floating point, store, branch) tetapi 

bisa diinisialisasi secara simultan dan dapat dieksekusi secara independen. Contoh mikroprosesor dengan arsitektur superskalar antara lain: IBM RS 6000, Pentium (CISC 

dengan konsep superskalar). Saat sekarang sebuah mikroprosesor yang cukup canggih dapat diperoleh dengan harga yang murah tidak lain disebabkan oleh perkembangan teknologi pembuatan mikroprosesor yang sudah sangat maju sehingga kerumitan dalam suatu rangkaian ribuan hingga jutaan komponen dapat dibuat dalam satu chip yang kira-kira hanya berukuran kurang lebih hanya 1 cm2 saja. Dalam pembuatan mikroprosesor dikenal bermacam-macam teknologi yang diterapkan. Pada masing-masing teknologi memiliki karakteristik tertentu yang dapat digunakan sesuai dengan kebutuhan, yaitu kecepatan proses, harga yang lebih ekonomis, atau dalam hal penggunaan daya yang sangat 

rendah. 

•Teknologi dalam pembuatan mikroprosesor yang dikenal saat ini adalah: 

a. Teknologi PMOS (Chanel P Metal Oxide Semiconductor) 

b. Teknologi NMOS (Chanel N Metal Oxide Semiconductor) 

c. Teknologi CMOS (Complementary-NMOS) 

d. Teknologi bipolar jenis ECL 

e. Teknologi bipolar jenis Schottky 

f. Teknologi bipolar TTL 

g. Teknologi Galium Arsenide dan lain-lain.

•Keterbatasan dalam pemakaiannya pada umumnya banyak dipengaruhi antara lain: 

a. Kemampuan untuk memahami kerja mikroprosesor 

b. Kemampuan daya imajinasi perancang dan pemrograman 

c. Kompatibilitas perangkat tambahan serta tersedianya sarana pendukungnya. 

Sampai saat ini mikroprosesor digunakan secara luas dalam berbagai bidang, baik

•Kriteria pemilihan mikroprosesor ditentukan antara lain sebagai berikut: 

a. Persyaratan yang harus dipenuhi oleh sistem 

b. Jumlah dan jenis komponen yang dipergunakan 

c. Kecepatan operasi kerja 

d. Kompatibilitas perangkat penghubung/tambahan 

e. Ada tidaknya modifikasi yang akan dilakukan terhadap sistem di kemudian hari.

•Beberapa keuntungan dari penggunaan sistem mikroprosesor antara lain: 

a. Sistem mikroprosesor dapat diprogram (programable), sehingga dengan 

perangkat keras (hardware) yang relatif sama tetapi dapat dipergunakan untuk 

bermacam-macam sistem aplikasi yang berbeda tergantung dari program yang 

diberikan pada perangkat keras tersebut. 

b. Sistem menjadi lebih andal baik dalam kecepatan. 

c. Operasional menjadi lebih mudah, bahkan dapat diatur untuk ke arah otomasi. 

d. Jumlah komponen yang diperlukan semakin sedikit serta daya yang diperlukan 

semakin kecil pula. 

Di samping keuntungan yang menjanjikan, sistem mikroprosesor juga memiliki 

kerugian-kerugian sebagai berikut: 

a. Mikroprosesor banyak jenisnya dan antara satu dengan yang lainnya tidak 

kompatibel karena dari segi hardware maupun software-nya berbeda, sehingga 

pengembangan sistemnya juga tidak sama. 

b. Mikroprosesor mengalami perkembangan yang sangat pesat sehingga suatu sistem 

mikroprosesor menjadi cepat usang (out of date).

Pelajari selanjutnya : PRINSIP KERJA MIKROPROSESOR

Sc : (MIKROPROSESOR DAN MIKROKONTROLLER (C3) KELAS XI Program Keahlian Teknik Elektronika Industri)