Penulis
Arsitektur mikroprosesor biasanya berkaitan dengan bangunan, rancangan atau desain sebuah mikroprosesor.
Desain sebuah mikroprosesor dengan ciri-ciri pokok yang sering disebut dengan features sebuah mikroprosesor dapat dipelajari dengan baik melalui Internal Software Hardware Design.
Arsitektur komputer secara umum terdiri atas beberapa komponen, yakni : mikroprosesor sebagai pusatnya (CPU = Central Processing Unit), memori, port input/output, serta bus.
Sebuah mikrokontroler umumnya telah berisi komponen pendukung sistem minimal mikroprosesor, yakni memori dan antarmuka I/O.
Memori : komponen yang digunakan untuk menyimpan instruksi-instruksi biner yang akan dijalankan oleh mikroprosesor, serta data yang digunakan untuk bekerja.
Memori yang dapat langsung diakses oleh mikroprosesor, yaitu RAM (Random Access Memory) yang dapat dibaca-tulis dan ROM (Read Only Memory) yang hanya dapat dibaca saja.
- ROM Merupakan chip (IC=integrated circuit) yang menyediakan fungsi penyimpanan data yang bersifat “hanya dapat dibaca saja, tidak dapat ditulisi”, dan sifat penyimpanannya permanen (jika catu dayanya ditiadakan, isi ROM tetap ada). Tipe memori ini sering disebut sebagai memori yang tidak mudah berubah (nonvolatile memory).
- PROM (Programmable ROM) merupakan ROM yang isinya diprogram oleh pabriknya. Jenisnya : ROM Matriks Diode/Transistor BJT/FET
- EPROM (Erasable PROM) adalah ROM yang dapat dihapus dan diprogram isinya oleh pengguna. UV-EPROM adalah ROM yang isinya dapat dihapus dengan sinar Ultra Violet. Untuk memrogram ROM ini digunakan EPROM Programmer.
- EEPROM (Electrically EPROM) adalah ROM yang isinya dapat dihapus dan diprogram secara elektris. Contoh: CMOS Setup pada PC. Jika ingin mengubah konfigurasi PC, maka pada saat booting tekan tombol Del sehingga muncul informasi konfigurasi yang akan diubah.
- Pengubahan konfigurasi, pada dasarnya adalah memprogram CMOS/EEPROM secara elektris.
- RAM adalah memory tempat penyimpanan sementara pada saat komputer dijalankan dan dapat diakses secara acak atau random. Fungsi dari RAM adalah mempercepat pemrosesan data pada komputer. Semakin besar RAM yang dimiliki, semakin cepatlah komputer. Berikut adalah jenis-jenis dari RAM.
- DRAM (Dynamic RAM) adalah jenis RAM yang secara berkala harus disegarkan oleh CPU agar data yang terkandung didalamnya tidak hilang.
- SRAM (Static RAM) adalah jenis memori yang tidak memerlukan penyegaran oleh CPU agar data yang terdapat di dalamnya tetap tersimpan dengan baik. RAM jenis ini memiliki kecepatan lebih tinggi daripada DRAM dan SDRAM. Perbedaannya dengan DRAM adalah data yang disimpan dalam SRAM bersifat static, sehingga selama teraliri power listrik, maka data akan tetap utuh, berbeda dengan DRAM yang secara periodik harus di refresh.
Antarmuka Input Output :
- Antarmuka (interface) input output berfungsi sebagai penghubung antara perangkat komputer dengan komputer atau komputer dengan perangkat input dan output yang lain.
- Unit input adalah unit luar yang digunakan untuk memasukkan data dari luar ke dalam mikroprosessor ini atau sinyal (data) yang diterima oleh sistem, contohnya, data yang berasal dari keyboard atau mouse.
- Sementara, Unit output merupakan sinyal atau data yang dikirim dari input. Output biasanya, digunakan untuk menampilkan data, atau dengan kata lain untuk menangkap data yang dikirimkan oleh mikroprosessor, contohnya data yang akan ditampilkan pada layar monitor atau printer.
Model Pemrograman
Model pemrograman 8086 sampai Pentium II termasuk visibel program(terlihat program) karena register-registernya digunakan selama pemrograman aplikasi dan ditentukan oleh instruksi.
Register lainnya merupakan invesibel program (tak terlihat program) karena register-register itu tidak mampu dialamati selama pemrograman aplikasi, namun dapat digunakan tak langsung selama pemrograman sistem.
Hanya mikroprosesor 80286 ke atas yang berisi register-register invisible program yang digunakan untuk mengontrol dan mengoperasikan sistem memori terlindung.
SEGMENT DAN OFFSET
Segment merupakan bagian dari offset, begitu juga sebaliknya, mereka saling terkait satu sama lain, tetapi mereka memiliki pengertian yang berbeda antara segment dan offset, berikut ini penjelasanya :
Segment + Offet digunakan untuk mengalamati memory pada RAM. Segment, mendefinisikan alamat awal dari memory.
Offset address, alamat offset yang memilih antara range 64 Kbytes memory segment.
Segment address otomatis akan ditambahkan 0h pada belakangnya, kemudian ditambahkan offset address. Alamat ini menunjuk data pada RAM.
Sistem pengalamatan memory di dapat dari gambar di atas.
Pada 80286 alamat offset menjadi lebih panjang dengan tambahan 64K minus 16K. Biasanya digunakan sebagai pengalamatan memory tambahan.
Alamat ini menunjuk data pada RAM. Sistem pengalamatan memory didapat dari gambar di samping.
Pada 80286 alamat offset menjadi lebih panjang dengan tambahan 64K minus 16K. Biasanya digunakan sebagai pengalamatan memory tambahan.
SEGMENT DEFAULT dan OFFSET REGISTER
Segment dapat dikombinasikan dengan berbagai register lain untuk melakukan suatu fungsi.
Misal code segment + instruction pointer digunakan untuk merujuk pada instruksi yang selanjutnyadikerjakan.
PENGALAMATAN SEGMEN & OFFSET
Sistem komputer 8086 mempunyai bus alamat 20 bit, tetapi ukuran register - termasuk register alamat (memory address register) – yang dimilikinya hanya 16 bit, lantas bagaimana cara mengatasinya.
Cara pemberian alamat 20 bit dilakukan menggunakan 2 komponen alamat: segmen dan offset, yang masing-masing berukuran 16 bit.
BIU akan menggeser ke kiri nilai segmen sebanyak 4 bit (mengalikan dengan 16), kemudian menambahkan offset untuk memperoleh alamat fisik memori yang dikirimkan melalui bus alamat.
Untuk lebih jelasnya, diberi contoh untuk memberi alamat fisik $38AB4, segmen dapat diisi dengan angka $348A, dan offset diisi dengan angka $4214.
REAL MODE MEMORY ADDRESSING
Real mode hanya menggunakan 1 Mbyte memory internal. Ini ada pada sistem 8086 dan 88. PCDOS dan MSDOS selalu bekerja pada real mode.
Dasar Mikroprosesor 8088. Mikroprosesor 8088 memiliki karakteristik sebagai berikut :
1. 8-bit Data Bus Interface (D0 sampai D7), 8 jalur Data Bus eksternal.
2. 16-Bit Internal Architecture, internal Data Bus 16 jalur.
3. Direct Addressing memory sampai 1 Mbyte, Address Bus A0 sampai A9.
4. Memiliki Register masing-masing 16 bit.
2. 16-Bit Internal Architecture, internal Data Bus 16 jalur.
3. Direct Addressing memory sampai 1 Mbyte, Address Bus A0 sampai A9.
4. Memiliki Register masing-masing 16 bit.
PROTECTED MODE MEMORY ADDRESSSING (Mode Terproteksi)
- Mode terproteksi atau lebih dikenal dalam bahasa Inggris sebagai protected mode, atau protected virtual address mode [1] merupakan mode operasional yang terdapat pada prosesor X86 atau kompatibel. Mode operasional ini mengijinkan sebuah program komputer memanfaatkan fitur-fitur seperti memori virtual, paging, ataupun multi tasking secara aman. Modus ini didesain untuk meningkatkan fungsi kontrol dari sistem operasi terhadap program komputer yang berjalan di atasnya.[2][3]
- Saat sebuah prosesor yang mendukung mode terproteksi X86 dijalankan, prosesor tersebut akan mulai melakukan eksekusi kode dalam mode riil guna menjaga kompatibilitas dengan prosesor prosesor terdahulu.[4] Mode terproteksi hanya akan dimulai setelah perangkat lunak sistem mengkonfigurasi serangkaian proses termasuk dalam hal ini membuat sejumlah tabel deskriptor dan mengaktifkan bit PE (Protection Enable) dalam register kontrol prosesor.[5]
- Mode terproteksi pertama kali ditambahkan pada prosesor berarsitektur X86 pada tahun 1982,[6] dengan dirilisnya prosesor Intel 80286 dan kemudian dikembangkan lebih lanjut pada prosesor Intel 80386 pada tahun 1995.[7] Disebabkan karena pembaruan-pembaruan yang ditambahkan, modus ini kemudian diadopsi secara luas dan menjadi fundamen dari pembaruan-pembaruan lebih lanjut terhadap prosesor X86 tersebut.[8]