Tugas Makalah Mikroprosesor Perkembangan Mikroprosesor PDF

Preview

Summary

Tugas Makalah Mikroprosesor Perkembangan Mikroprosesor Disusun oleh: Nama: Alifian Odi Mahendra (2015-31-165) Titis Faya Q. (2015-31-) Vincentia Reynada P. (2015-31-) Kelas: G SEKOLAH TINGGI TEKNIK – PLN JAKARTA 2017 KATA PENGANTAR Puji syukur kami sampaikan kepada Tuhan Yang Maha Esa, karena dengan...

Description

Tugas Makalah Mikroprosesor Perkembangan Mikroprosesor

Disusun oleh:

Nama: Alifian Odi Mahendra

(2015-31-165)

Titis Faya Q.

(2015-31-)

Vincentia Reynada P.

(2015-31-)

Kelas: G

SEKOLAH TINGGI TEKNIK – PLN JAKARTA 2017

KATA PENGANTAR Puji syukur kami sampaikan kepada Tuhan Yang Maha Esa, karena dengan rahmat dan karunia-Nya kami dapat menyelesaiakan Makalah ini yang berjudul “Perkembangan Mikroprosesor”. Makalah ini ditujukan agar dapat memberikan manfaat yang seoptimalnya bagi pembaca. Tentunya ada hal-hal yang ingin kami berikan kepada para pembaca dari hasil penulisan makalah ini. Karena itu kami berharap semoga makalah ini dapat menjadi sesuatu yang berguna bagi kita bersama. Penulis menyadari bahwa dalam menyusun makalah ini masih jauh dari kesempurnaan, untuk itu penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun guna meyempurnakan makalah ini. Penulis berharap semoga karya tulis ini bisa bermanfaat bagi penulis khususnya dan bagi pembaca pada umumnya.

Jakarta, 7 April 2017

Tim Penulis

DAFTAR ISI

BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 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 pengger ak 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.

1.2 Rumusan Masalah Dari Latar Belakang diatas, maka permasalahan tersebut dapat dirumuskan sebagai berikut: 1. Sejarah perkembangan processor 2. Jenis-jenis processor 3. Bentuk arsitektur microprocessor 4. Struktur & fungsi komponen-komponen dalam microprocessor 5. Cara kerja microprocessor

1.3 Tujuan Tujuan dari penulisan karya tulis ilmiah ini adalah: 1. Untuk Mengetahui Sejarah Perkembangan Microprocessor. 2. Untuk Mengetahui Jenis-Jenis Microprocessor. 3. Untuk Mengetahui Bentuk Arsitektur Microprocessor. 4. Untuk Mengetahui Struktur dan Fungsi Komponen Microprocessor. 5. Untuk Mengetahui Cara Kerja Microprocessor.

BAB 2 PEMBAHASAN 2.1 Sejarah Perkembangan Mikroprosesor Microprocessor adalah sebuah komponen rangkaian elektronik terpadu yang terdiri dari rangkaian aritmatik, logik dan kontrol yang diperlukan untuk menjalankan fungsi-fungsi sebuah CPU (Central Processing Unit) dari sebuah komputer digital. Sejarah mencatat bahwa orang-orang Babilonia kuno telah memakai Abacus (alat hitung yang terbuat dari manik-manik) sekitar 500SM. Lalu sekitar tahun 1642 Blaise Pascal menciptakan mesin hitung yang menggunakan prinsip gigi roda (cikal bakal kalkulator sekarang).Perkembangan berikutnya adalah dengan diciptakannya mesin hitung raksasa (1940-1950), yang dibangun dari relai-relai dan tabung-hampa (vaccum-tube) berukuran raksasa.

Perkembangan berikutnya, memanfaatkan transistor dan komponen zat padat (solid- state electronic) digunakan untuk membangun mesin serupa yang berukuran lebih kecil. Akhirnya, perkembangan rangkaian terpadu/terintegrasi (IC=Integrated Circuit) sekitar 1960, telah mengantar ke pengembangan mikroprosesor dan sistem komputer berbasis mikroprosesor (Microprocessor Based Computer System). Mikroprosesor / processor merupakan bagian sangat penting dari sebuah komputer, yang berfungsi sebagai otak dari komputer. Tanpa processor komputer hanyalah sebuah mesin dungu yang tak bisa apa-apa. Processor yang kita pakai saat ini sudah sangat cepat sekali. Tentu saja untuk mencapai kecepatan sampai saat ini processor tersebut mengalami perkembangan.

Nah berikut perkembangan processor mulai dari generasi 4004 microprocessor yang di pakai pada mesin penghitung Busicom sampai dengan intel Quad-core Xeon.Perkembangan processor diawali oleh processor intel pada saat itu hanya satu - satu nya microprocessor yang ada. Tetapi pada saat ini sudah banyak beredar processor dari produsen yang lain, sehingga user sudah bisa mendapatkan processor yang beragam.Prosesor adalah chip yang sering disebut “Microprosessor” yang sekarang ukurannya sudah mencapai Gigahertz (GHz). Ukuran tersebut adalah hitungan kecepatan prosesor dalam mengolah data atau informasi.Merk prosesor yang banyak beredar dipasatan adalah AMD, Apple, Cyrix VIA, IBM, IDT, dan Intel. A.

Sejarah Perkembangan 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 1978 : 8086-8088 Microprocessor Sebuah penjualan penting dalam divisi komputer terjadi pada produk untuk komputerpribadi buatan IBM yang memakai prosesor 8088 yang berhasil mendongkrak nama intel. 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 untukprocessor sebelumnya. 1985 : Intel386TM 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 : Intel486TM 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 inginmemenuhi 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, L2cache-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®CentrinoTM. 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.

2004 : Intel E7520/E7320 Chipsets 7320/7520

dapat digunakan untuk dual processor dengan konfigurasi 800MHz FSB, DDR2 400 memory, and PCI Express peripheral interfaces. 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).

Dibawah ini adalah Tabel Perkembangan Mikroprosesor:

2.2 Jenis-jenis Mikroprosesor Jenis mikro prosesor dapat dibedakan dari beberapa kriteria: – Berdasarkan Jumlah Bit – Berdasarkan Jumlah BUS – Berdasarkan Kecepatan – Berdasarkan teknologi bahan yang digunakan – Berdasarkan Perusahaan pembuatnya

Jenis-Jenis Processor AMD adalah sebagai berikut : 1. AMD Athlon II X2 240 dengan spec 2,8 GHz,2 x 1024 KB 2. AMD Athlon II X2 245 dengan spec 2,9 GHz,2 x 512 KB 3. AMD Athlon II X2 250 dengan spec 3 GHz,2 x 1024 KB 4. AMD Athlon II X2 255 dengan spec 3,2 GHz,2 x 1024 KB 5. AMD Phenom II X4 955 Black Edition dengan spec 3.2 GHz,4x 512,6 KB 6. AMD Phenom II X4 965 Black Edition dengan spec 3,4 GHz,4x 512,6 KB

7. AMD Phenom II X4 970 Black dengan spec 3,5 GHz,4x 512,6 KB 8. AMD Phenom II X6 1055T dengan spec 2,8 GHz,6x 512,6 KB 9. AMD Phenom II X6 1075T dengan spec 3 GHz,6x 512,6 KB 10. AMD Phenom II X6 1090T BK dengan spec 3,2 GHz,6x 512,6 KB 11. AMD Phenom II X6 1100T BK dengan spec 3,3 GHz,6x 512,6 KB

Jenis-Jenis Processor Inter adalah sebagai berikut : 1. Intel Pentium IV 478 dengan spec 2,4 GHz 2. Intel Pentium IV 520 dengan spec 2.0 GHz 3. Intel Pentium E2140 dengan spec 1.8 GHz 4. Intel Pentium E2160 dengan spec 1.8 GHz 5. Intel Pentium E2200 dengan spec 2.2 GHz 6. Intel Dual Core E5200 dengan spec 2.5 GHz 7. Intel Core 2 Duo E8500 dengan spec 3.13 GHz 8. Intel Core 2 Quad Q8200 dengan spec 2.33 GHz 9. Intel Core i3 540 dengan spec 3.06 GHz 10. Intel Core i5 760 dengan spec 2.80 GHz 11. Intel Core i5 760 dengan spec 2.80 GHz 12. Intel Core i7 960 dengan spec 3.20 GHz 13. Intel Core i7 3930K dengan spec 3.2 GHz 14. Intel Core i7 3820 dengan spec 3.6 GHz

Dari semua Jenis-Jenis Processor baik yang bermerk Intel maupun AMD memiliki kelebihan dan kekurangannya masing-masing contohnya untuk Intel memiliki kelebihan mampu digunakan untuk jangka waktu yang relatif lama, karena processornya dapat mengatur temperaturnya sendiri, tidak dengan AMD yang membutuhkan cooler karena mudah naik temperaturnya. Contoh lain dengan teknologi yang dimilikinya AMD sangat mampu menjalankan aplikasi yang berbasis 64 bit, lain halnya dengan Intel yang hanya mampu menjalankan aplikasi berbasis 32 bit saja.

2.3 Bentuk Arsitektur Mikroprosesor Ada tiga jenis arsitektur mikroprosesor : A. Arsitektur I/O terisolasi B. Arsitektur I/O terpetakan dalam Memori C. Arsitektur Harvard

A. 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 salur an 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 pen yimpanan 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.

B. 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 mengaksesalat-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 sistem 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 okasi I/O memerlukan 16 bit saluran. Ketiga instruksi I/O yang dipetakan dalam memori lebih lama dari instruksi I/O terisolasi. C. 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.

Berikut adalah keterangan konfigurasi mikroprosesor Z-80: -

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 k eluaran 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.

•

rendah pada waktu saluran alamat berisi alamat memori.

•

pada waktu saluran alamat A0 s/d A7 berisi alamat I/O.

•

operasi baca/memasukkan data.

•

operasi tulis/mengeluarkan data.

•

mengeluarkan alamat memori untuk menyegarkan memori mekanik.

•

halt/berhenti.

•

CPU.

MREQ* (Memori Request = pesan memori) merupakan pin Keluaran aktif

IORQ* (Input Output Request =pesan Input Output) Keluaran aktif rendah

RD* (Read = Baca) Keluaran aktif rendah pada waktu CPU melakukan

WR* (Write = Tulis) Keluaran aktif rendah pada waktu CPU melakukan

RFSH* (Refresh = Penyegaran) Keluaran aktif rendah jika CPU

HALT* Keluaran aktif rendah pada saat CPU melaksanakan instruksi

WAIT* Masukan dibuat aktif rendah oleh alat luar yang menyela kerja

INT* (Interrupt = interupsi) Masukan aktif rendah jika ada luar yang meminta la yanan interupsi

•

NMI* (Non Mascable Interrupt = interupsi yang tidak bisa dihalang)

•

Masukan aktif rendah jika ada selaan yang yang tak dapat dihalangi.

•

ada dalam keadaan awal.

•

rendah jika ada alat luar yang meminjam bus system.

RESET* Masukan dibuat aktif rendah oleh alat luar untuk membuat CPU

BUSRQ* (Buss Request = pesan bus) Sinyal masukan yang dibuat aktif

BUSAK* (Bus Akcnowledge) Keluaran aktif rendah yang menandakana CPU mengijinkan peminjaman bus sistem.

Z-80 CPU dalam menggendalikan sistem menggunakan enam pin k endali dan empat diantaranya digunakan untuk berkomunikasi dengan Memori dan I/O.

Contoh Arsitektur Mikroproseso...