Konsep Mikroprosesor
Microprocessoradalah otak komputer, yang melakukan semua pekerjaan. Ini adalah prosesor komputer yang menggabungkan semua fungsi CPU (Central Processing Unit) pada satu IC (Sirkuit Terpadu) atau paling banyak beberapa IC. Mikroprosesor pertama kali diperkenalkan pada awal tahun 1970-an. 4004 adalah mikroprosesor serba guna pertama yang digunakan oleh Intel dalam membangun komputer pribadi. Kedatangan mikroprosesor tujuan umum berbiaya rendah telah berperan penting dalam perkembangan masyarakat modern seperti yang dimilikinya.
Kami akan mempelajari karakteristik dan komponen mikroprosesor secara rinci.
Karakteristik Mikroprosesor
Mikroprosesor adalah perangkat multiguna yang dapat dirancang untuk fungsi umum atau khusus. Mikroprosesor laptop dan smartphone adalah tujuan umum sedangkan yang dirancang untuk pemrosesan grafis atau visi mesin adalah yang khusus. Ada beberapa karakteristik yang umum untuk semua mikroprosesor.
Ini adalah karakteristik penentu terpenting dari mikroprosesor -
- Kecepatan jam
- Set instruksi
- Ukuran kata
Kecepatan jam
Setiap mikroprosesor memiliki ekstensi internal clockyang mengatur kecepatan eksekusi instruksi dan juga menyinkronkannya dengan komponen lain. Kecepatan di mana mikroprosesor menjalankan instruksi disebutclock speed. Kecepatan clock diukur dalam MHz atau GHz di mana 1 MHz berarti 1 juta siklus per detik sedangkan 1 GHz sama dengan 1 miliar siklus per detik. Di sini siklus mengacu pada siklus sinyal listrik tunggal.
Saat ini mikroprosesor memiliki kecepatan clock dalam kisaran 3 GHz, maksimum yang dapat dicapai oleh teknologi saat ini. Kecepatan lebih dari ini menghasilkan panas yang cukup untuk merusak chip itu sendiri. Untuk mengatasinya, produsen menggunakan banyak prosesor yang bekerja secara paralel pada sebuah chip.
Ukuran Kata
Jumlah bit yang dapat diproses oleh prosesor dalam satu instruksi disebut dengan nya word size. Ukuran kata menentukan jumlah RAM yang dapat diakses sekaligus dan jumlah total pin pada mikroprosesor. Jumlah total pin input dan output pada gilirannya menentukan arsitektur mikroprosesor.
Mikroprosesor komersial pertama Intel 4004 adalah prosesor 4-bit. Itu memiliki 4 pin input dan 4 pin output. Jumlah pin keluaran selalu sama dengan jumlah pin masukan. Saat ini kebanyakan mikroprosesor menggunakan arsitektur 32-bit atau 64-bit.
Set Instruksi
Perintah yang diberikan ke mesin digital untuk melakukan operasi pada sepotong data disebut instruction. Kumpulan instruksi dasar tingkat mesin yang dirancang untuk dijalankan oleh mikroprosesor disebut miliknyainstruction set. Instruksi ini melakukan jenis operasi ini -
- Transfer data
- Operasi aritmatika
- Operasi logis
- Aliran kontrol
- Input / output dan kontrol mesin
Komponen Mikroprosesor
Dibandingkan dengan mikroprosesor pertama, prosesor saat ini sangat kecil tetapi masih memiliki komponen dasar ini sejak model pertama -
- CPU
- Bus
- Memory
CPU
CPU dibuat sebagai sirkuit terintegrasi skala sangat besar (VLSI) dan memiliki bagian-bagian ini -
Instruction register - Ini memegang instruksi untuk dieksekusi.
Decoder - Ini menerjemahkan (mengubah ke bahasa tingkat mesin) instruksi dan mengirim ke ALU (Arithmetic Logic Unit).
ALU - Memiliki sirkuit yang diperlukan untuk melakukan operasi aritmatika, logika, memori, register, dan pengurutan program.
Register- Ini memegang hasil antara yang diperoleh selama pemrosesan program. Register digunakan untuk menyimpan hasil seperti itu daripada RAM karena mengakses register hampir 10 kali lebih cepat daripada mengakses RAM.
Bis
Jalur koneksi yang digunakan untuk menghubungkan bagian internal chip mikroprosesor disebut bus. Ada tiga jenis bus di mikroprosesor -
Data Bus- Garis yang membawa data ke dan dari memori disebut bus data. Ini adalah bus dua arah dengan lebar yang sama dengan panjang kata dari mikroprosesor.
Address Bus - Ini adalah searah yang bertanggung jawab untuk membawa alamat lokasi memori atau port I / O dari CPU ke memori atau port I / O.
Control Bus - Garis yang membawa sinyal kontrol seperti clock signals, interrupt signal atau ready signaldisebut bus kontrol. Mereka dua arah. Sinyal yang menunjukkan bahwa perangkat siap untuk diproses dipanggilready signal. Sinyal yang menunjukkan perangkat untuk menghentikan prosesnya disebutinterrupt signal.
Penyimpanan
Mikroprosesor memiliki dua jenis memori
RAM- Random Access Memory adalah memori volatil yang terhapus saat daya dimatikan. Semua data dan instruksi disimpan dalam RAM.
ROM- Read Only Memory adalah memori non-volatile yang datanya tetap utuh bahkan setelah daya dimatikan. Mikroprosesor dapat membaca kapan pun diinginkan tetapi tidak dapat menulis padanya. Ini sudah diprogram dengan data paling penting seperti urutan booting oleh pabrikan.