antarmuka cpu @2011,eko didik widianto desain...
TRANSCRIPT
Antarmuka CPU
@2011,Eko DidikWidianto
DesainMikrokomputer
Antarmuka CPUTSK304 - Teknik Interface dan Peripheral
Eko Didik Widianto
Teknik Sistem Komputer - Universitas Diponegoro
Antarmuka CPU
@2011,Eko DidikWidianto
DesainMikrokomputer
Review Kuliah
I Pembahasan tentang:I Dasar-dasar elektronik dan kebutuhan desainI Mikrokontroler dan mikroprosesorI Interkoneksi CPU, memori dan device I/O ke bus
bersamaI Desain antarmuka I/O sederhanaI Analisis pewaktuan sinyal
Antarmuka CPU
@2011,Eko DidikWidianto
DesainMikrokomputer
Bahasan
Desain MikrokomputerMemilih Jenis ProsesorArsitektur CPUMikrokontroler dan PeripheralKonsep Desain Hardware
Antarmuka CPU
@2011,Eko DidikWidianto
DesainMikrokomputerMemilih Jenis Prosesor
Arsitektur CPU
Mikrokontroler danPeripheral
Konsep Desain Hardware
Memilih Prosesor
I Diinginkan satu aplikasi programmable. Prosesorapa yang akan digunakan?
I Seringkali tergantung pengalaman dari desainer
I Dua kategori prosesor secara umum:
1. mikroprosesorI hanya mempunyai central processing unit (CPU)
2. mikrokontrolerI Selain CPU, terdapat memori dan I/O on-chipI Ditujukan untuk aplikasi khusus
I Mikrokomputer?I Sistem komputer lengkap yang diimplementasikan
baik dengan mikroprosesor maupun mikrokontroler
Antarmuka CPU
@2011,Eko DidikWidianto
DesainMikrokomputerMemilih Jenis Prosesor
Arsitektur CPU
Mikrokontroler danPeripheral
Konsep Desain Hardware
Mikroprosesor dan Mikrokontroler
Mikroprosesor
I Digunakan untuk aplikasihigh-performance
I Cost dan size tidak jadikriteria kritis
I Chip didedikasikan untukCPU dan peningkatankecepatan eksekusi(processing power)
I Membutuhkan memorieksternal dan hardwareI/O
I Digunakan di PCI Kriteria: kompatibilitas
software, performansi danfleksibilitas
I Arsitektur: von Neumann
Mikrokontroler
I Digunakan untukmeminimalkan jumlah chipdan biaya total
I Menyertakan memori danI/O on-chip, sehinggabahkan hanya butuh 1mikrokontroler untukmengimplementasikanproduk
I Aplikasi khusus dengantrade-off fleksibilitas
I Kriteria: compactI Arsitektur: Havard
Antarmuka CPU
@2011,Eko DidikWidianto
DesainMikrokomputerMemilih Jenis Prosesor
Arsitektur CPU
Mikrokontroler danPeripheral
Konsep Desain Hardware
Arsitektur Von Neumann dan Havard
Arsitektur vonNeumann
I Menggunakanjalur/bus tunggal untukmemori program dandata
I Seringkali digunakandi mesin berbasismikroprosesor
I Memaksimalkanfleksibilitas alokasimemori
Arsitektur HavardI Menggunakan jalur terpisah untuk
memori program dan data
I Program dan konstanta disimpan dimemori ROM non-volatile
I Variabel data disimpan di RAMvolatile
I Seringkali digunakan di chipmikrokontroler
I Kecepatan transfer memori bisa 2 kali
I Paralelisme tranfer instruksi dandata
I Namun, sebagian besar terhubungke CPU lewat satu bus tunggal
Antarmuka CPU
@2011,Eko DidikWidianto
DesainMikrokomputerMemilih Jenis Prosesor
Arsitektur CPU
Mikrokontroler danPeripheral
Konsep Desain Hardware
Bus InterkoneksiI Mikrokomputer umumnya terdiri atas CPU, memori
dan I/OI Koneksi antarkomponen menggunakan komunikasi
bus bersama
Antarmuka CPU
@2011,Eko DidikWidianto
DesainMikrokomputerMemilih Jenis Prosesor
Arsitektur CPU
Mikrokontroler danPeripheral
Konsep Desain Hardware
Peripheral
I Peripheral on-chip yang ada di chip mikrokontrolerumumnya:
I timerI counterI port data paralelI port data serialI konverter A/DI konverter D/A
I Performansi peripheral umumnya lebih rendahdaripada peripheral khusus yang digunakan dimikroprosesor
Antarmuka CPU
@2011,Eko DidikWidianto
DesainMikrokomputerMemilih Jenis Prosesor
Arsitektur CPU
Mikrokontroler danPeripheral
Konsep Desain Hardware
Kemudahan Desain Mikrokontroler
I Chip lebih sedikit, telah tersedia secara on-chipI Cost lebih rendah dan ukuran lebih kecil untuk
desain sederhanaI Kebutuhan daya lebih kecilI Koneksi eksternal lebih sedikitI Relibity lebih tinggi karena komponen dan
interkoneksi lebih sedikitI Keterbatasan: fleksibilitas, ekspansi memori atau I/O
terbatas, kecepatan data transfer, performansi I/Olebih rendah
Antarmuka CPU
@2011,Eko DidikWidianto
DesainMikrokomputerMemilih Jenis Prosesor
Arsitektur CPU
Mikrokontroler danPeripheral
Konsep Desain Hardware
Konsep Desain Hardware
Desainer mikrokontroler harus mampu untuk:I Menginterpretasikan spesifikasi manufakturI Melakukan analisis dan desainI Desain interkoneksi dan persinyalan dan rangkaian
konversi levelI Evaluasi dan pemilihan komponenI Pemilihan dan desain PLD
Antarmuka CPU
@2011,Eko DidikWidianto
DesainMikrokomputerMemilih Jenis Prosesor
Arsitektur CPU
Mikrokontroler danPeripheral
Konsep Desain Hardware
Glue Logic
I Rangkaian yang digunakan untuk menghubungkanantara prosesor, memori dan I/O
I Tersusun atas register, buffer, driver, dekoderI mengadaptasi sinyal dari CPU ke device lainnyaI Tegangan level logika TTLI Diimplementasikan dengan chip TTL atau PLD
I Komponen: transistor, dioda, resistor dan wire
Antarmuka CPU
@2011,Eko DidikWidianto
DesainMikrokomputerMemilih Jenis Prosesor
Arsitektur CPU
Mikrokontroler danPeripheral
Konsep Desain Hardware
Tegangan, Arus dan Resistansi
Sumber Tegangan Resistansi
Hubungan V, I, R dan P:
Antarmuka CPU
@2011,Eko DidikWidianto
DesainMikrokomputerMemilih Jenis Prosesor
Arsitektur CPU
Mikrokontroler danPeripheral
Konsep Desain Hardware
Dioda
Antarmuka CPU
@2011,Eko DidikWidianto
DesainMikrokomputerMemilih Jenis Prosesor
Arsitektur CPU
Mikrokontroler danPeripheral
Konsep Desain Hardware
TransistorBJT: PNP dan NPN
PNP NPN
Antarmuka CPU
@2011,Eko DidikWidianto
DesainMikrokomputerMemilih Jenis Prosesor
Arsitektur CPU
Mikrokontroler danPeripheral
Konsep Desain Hardware
Saklar
I Digunakan sebagai masukan ke rangkaian digital
Antarmuka CPU
@2011,Eko DidikWidianto
DesainMikrokomputerMemilih Jenis Prosesor
Arsitektur CPU
Mikrokontroler danPeripheral
Konsep Desain Hardware
Saklar Transistor (ON)
Antarmuka CPU
@2011,Eko DidikWidianto
DesainMikrokomputerMemilih Jenis Prosesor
Arsitektur CPU
Mikrokontroler danPeripheral
Konsep Desain Hardware
Saklar Transistor (OFF)
Antarmuka CPU
@2011,Eko DidikWidianto
DesainMikrokomputerMemilih Jenis Prosesor
Arsitektur CPU
Mikrokontroler danPeripheral
Konsep Desain Hardware
Aplikasi Saklar
Antarmuka CPU
@2011,Eko DidikWidianto
DesainMikrokomputerMemilih Jenis Prosesor
Arsitektur CPU
Mikrokontroler danPeripheral
Konsep Desain Hardware
MOSFET dan CMOS
Antarmuka CPU
@2011,Eko DidikWidianto
DesainMikrokomputerMemilih Jenis Prosesor
Arsitektur CPU
Mikrokontroler danPeripheral
Konsep Desain Hardware
Gerbang Logika
Antarmuka CPU
@2011,Eko DidikWidianto
DesainMikrokomputerMemilih Jenis Prosesor
Arsitektur CPU
Mikrokontroler danPeripheral
Konsep Desain Hardware
Gerbang Logika CMOS (NOT)
Antarmuka CPU
@2011,Eko DidikWidianto
DesainMikrokomputerMemilih Jenis Prosesor
Arsitektur CPU
Mikrokontroler danPeripheral
Konsep Desain Hardware
Logika Tiga Keadaan (Tristate)
Antarmuka CPU
@2011,Eko DidikWidianto
DesainMikrokomputerMemilih Jenis Prosesor
Arsitektur CPU
Mikrokontroler danPeripheral
Konsep Desain Hardware
Diagram Pewaktuan