Arsitektur Mikrokontroler Mikrokontroller Oleh SGO 08 September 2013
Arsitektur Mikrokontroler Mikrokontroller Oleh : SGO 08 September 2013
Pertanyaan ? ? ? Apa microprocessor ? Apa sistem microprocessor ? Apa Mikrontroler ?
MIKROKONTROLLER � Sebuah mikroprosesor yang digabungkan dengan I/O dan memori (RAM/ROM) akan membentuk sebuah sistem mikrokomputer. Terilhami dengan CPU yang dapat dikonstruksi dalam sebuah single chip semiconductor, maka sebuah mikroprosesor, I/O dan memori dapat pula dibangun dalam level chip. Konstruksi ini menghasilkan Single Chip Microcomputer (SCM). SCM inilah yang disebut sebagai mikrokontroler. � Sedangkan perbedaan antara mikroprosesor dengan mikrokontroler sudah jelas. Dalam mikrokontroler, RAM serta I/O interface sudah masuk di dalamnya. Ini merupakan satu keuntungan lebih dari mikrokontroler.
�Dalam Hal penggunaannya, sistem mikrokontroler lebih banyak dipakai pada aplikasi yang deterministik, artinya sistem ini dipakai untuk keperluan yang tertentu saja misalkan sebagai pengontrol kecepatan putaran motor pada instrumentasi industri, pengontrol komunikasi data, pengolah sinyal dll
Beberapa keunggulan alat-alat yang berbasis mikrokontroler: • High reliability and high degree of integration, • Reduction in size, • Reduced component count and lower manufacturing cost, • Shorter development time, • Shorter time to market, • Lower power consumption,
Jenis-jenis Mikrokontroller Secara teknis, hanya ada 2 macam mikrokontroller. Pembagian ini didasarkan pada kompleksitas instruksi-instruksi yang dapat diterapkan pada mikrokontroler tersebut. Pembagian itu yaitu RISC dan CISC. �RISC merupakan kependekan dari Reduced Instruction Set Computer. Instruksi berukuran tunggal dan sederhana Sebaliknya, CISC kependekan dari Complex Instruction Set Computer. Kumpulan instruksi komputasi kompleks sehingga jumlah instruksinya banyak �Based on the memory architecture are Harvard architecture and Von Neumann architecture �Masing-masing mempunyai keturunan atau keluarga sendiri-sendiri. Sekarang kita akan
RISC Vs CISC
Harvard vs. Von Neumann � Harvard micro architecture : separate between program and data, faster execution, e. g. Intel MCS 8051, Atmel AVR, Microchip PIC, Texas Instrument DSP, ARM (Advanced RISC Machine) � Von Neumann : merge between program instruction and data, simpler hardware interface, e. g. Intel IAPx-
Aplikasi Mikrokontroler �Industrial control : machine control automation, PLC (Programmable Logic Controller) �Embedded application : mobile phone (e. g. NGage with ARM 9 E, SGH-800 with ARM-Phillips LPC), PDA and XDA (ARM, Intel XScale, TI OMAP), GPS receiver �Home appliances : TV-set, digital radio, VCDDVD player, USB Flashdisk and MP 3, rice cooker, washing machine, refrigerator, AC, room temperature controller
Aplikasi Mikrokontroler (Cont’d) �Safety critical and life support devices : bio- medics devices, heart-beat monitor, ECG and EKG, vehicle ECU and braking system, power train controller, traffic light controller �Computer Network : analog modem, ADSL modem, router, switch �Outer space application : satellite, space station, planetary explorer (Viking, Mars Pathfinder), Hubble Telescope �And the limit are your dream and imagination
Keluarga MCS 51 Mikrokonktroler ini termasuk dalam keluarga mikrokonktroler CISC buatan ATMEL. Sebagian besar instruksinya dieksekusi dalam 12 siklus clock. Contoh : § AT 89 Sxx § AT 89 C 2051
PIC (Programmable Intelligent Computer) PIC termasuk keluarga mikrokonktroler yang dibuat oleh Microchip Technology. Awalnya dikembangkan oleh Divisi Mikroelektronik General Instruments dengan nama PIC 1640. PIC cukup popular digunakan oleh para developer dan para penghobi ngoprek karena biayanya yang rendah, ketersediaan dan penggunaan yang luas, database aplikasi yang besar.
Keluarga AVR �Mikrokonktroler Alv and Vegard’s Risc processor atau sering disingkat AVR merupakan mikrokonktroler RISC 8 bit. Karena RISC inilah sebagian besar kode instruksinya dikemas dalam satu siklus clock. AVR adalah jenis mikrokontroler yang paling sering dipakai dalam bidang elektronika dan instrumentasi. �Secara umum, AVR dapat dikelompokkan dalam 4 kelas. Pada dasarnya yang membedakan masing-masing kelas adalah memori, peripheral dan fungsinya. Keempat kelas tersebut adalah keluarga ATTiny, keluarga AT 90 Sxx, keluarga ATMega dan AT 86 RFxx. �Arsitektur dan Instruksi yang digunakan bisa Keluarga AVR inilah yang akan kita gunakan dikatakan hampir sama.
AVR vs MCS 51 �More powerful CPU than traditional MCS-8051 �Higher MIPS at the same clock frequency (up to 12 timer higher) �RISC processor, more power efficient, less space IC die size, so it will contain �More peripherals with less price, for example compared to Microchip PIC
Contoh keluarga MCS-51 �AT 89 C 2051
Bentuk Fisik IC AT 89 Cxx
AVR Family ATMega 8535
Fitur ATMega 8535 �RISC 8 bit, frekuensi maksimum 16 MHz �Flash memory 8 k. B, �SRAM 512 B �EEPROM 512 B �ADC internal dengan fidelitas 10 bit sebanyak 8 channel �USART dengan kecepatan maksimal 2, 5 Mbps
�Saluran I/O sebanyak 32 buah yaitu port A, B, C, dan D � 3 buah Timer/Counter �CPU yg memiliki 32 register �Watchdog Timer �Interupsi eksternal dan internal �SPI (Serial Peripheral Interface) �Komparator analog
Arsitektur ATMega 8535
Naah Sekarang…. . �Cari perbedaan ATMEGA 8/8535/16/32/328 Dilihat dari fitur, kapasitas memori, jumlah port I/O, RISC atau CISC
KUIS 1 � Apa perbedaan Mikroprosesor, sistem mikroprosesor, dan mikrokontroler ? � Sebutkan dan jelaskan komponen sebuah mikrokontroler (min. 5) � Perbedaan CISC dan RISC (sebutkan contohya) ! � Perbedaan arsitektur harvard dan von-neumann (sebutkan contohnya) ! � Jika mikrokontroler keluarga AVR menggunakan clock frekuensi 2 Mhz, maka berapa frekuensi clock yang digunakan oleh mikrokontroler keluarga MCS agar dapat memperoleh kecepatan eksekusi program yang sama? � Apa saja fitur yang dimiliki oleh ATMEGA 8?
- Slides: 23