Perakitan Mikroprosesor

PERAKITAN SISTEM MIKROPROSESOR

          Pada pertemuan yang kesepuluh untuk sistem mikroprosesor kali ini, kita akan membahas tentang perakitan sistem mikroprosesor. Tapi sebelum menuju pada perakitan sistem mikroprosesor, kita harus kembali memperhatikan adanya dua perangkat pembentuk sistem mikroprosesor yaitu perangkat keras dan perangkat lunak. Sebagai suatu sistem, perangkat keras dan perangkat lunak sama-sama pentingnya. Dalam perencanaan dan pengembangan sistem kedua perangkat tersebut harus dirancang dan dikembangkan secara bersama-sama.

Arsitektur Sistem

          Mikroprosesor sebagai suatu sistem arsitekturnya dapat digambarkan seperti pada gambar 1 di bawah ini. Masing-masing komponen dari sistem dihubungkan satu sama lain melalui tiga saluran bus.

Gambar 1. Arsitektur Sistem Mikroprosesor

Peta Memori

          Mikroprosesor sebagai pusat unit pemroses yang kemudian dikenal dengan sebutan Central Processing Unit (CPU) hanya dapat berkomunikasi dengan unit memori (RWM atau ROM) dan unit I/O apabila unit-unit ini memiliki alamat tertentu. Untuk keperluan ini maka dikembangkan suatu peta yang disebut Peta Memori. Peta memori adalah suatu peta yang menunjukkan lokasi alamat suatu unit memori. Peta ini sangat penting artinya bagi CPU dalam mengenali lokasi-lokasi suatu unit memori. Peta memori menunjukkan :

- Bagian dari memori yang dapat digunakan untuk program

- Bagian memori read only

- Program pengendalian sistem

- Tempat dimana memori diinstalasi

- Daftar alamat piranti memori

- Daerah memori yang masih kosong (jika ada).

          Pada Gambar 2 terlihat di sebelah kiri peta ada angka-angka yang menunjukkan alamat memori. EPROM 2532 berada pada alamat 0000h – 0FFFh. Sedangkan RAM 6116 berada pada alamat 1800h – 1FFFh dan EPROM 2732 berada pada alamat 2000h – 2FFFh.

Gambar 2. Peta Memori

          Luasan daerah alamat suatu memori menentukan kapasitas memorinya. EPROM 2532 berada pada alamat 0000h – 0FFFh memiliki kapasitas 4 Kbyte. Kapasitas ini dicari dengan mengurungkan bit alamat akhir terhadap bit alamat awal. Kemudian dihitung jumlah bit (n) yang menunjukkan angka biner 1. Kapasitas memori suatu memori sama dengan dua pangkat n.

          Dari hasil pengurangan di atas diperoleh 11 bit angka 1 sehingga diperoleh 2 11 = 2 K. Alamat 1000h – 17FFh tidak digunakan, alamat 2000h – 2FFFh digunakan untuk pengembangan memori. Pada sistem memori ini bus alamat memiliki jumlah saluran 16 bit, sehingga CPU memiliki kemampuan 2 16 = 64 Kb. Untuk menentukan kode pengalamatan masing-masing komponen digunakan suatu table 1 sebagai berikut.

Tabel 1. Pemetaan Memori

Pemilihan Chip / Komponen

          Masing-masing komponen pada sistem mikroprosesor biasanya dilengkapi minimal dengan satu pin untuk pemilihan chip. Pin ini biasanya disebut chip select (CS) atau juga dikenal dengan chip enable (CE). CS (tanpa tanda sles) artinya sebuah chip akan aktif jika pin itu berlogika tinggi (1). Sedangkan CS menunjukkan sebuah chip akan berkeadaan aktif apabila pada pin CS diberi keadaan logika rendah (0). Dalam pemilihan chip dikenal tiga metode yaitu :

- Pemilihan Linier

- Pemilihan Parsial

- Pemilihan Penuh.

          Ketiga metode pemilihan chip/komponen tersebut tidak diuraikan di sini, tapi akan kita bahas pada pertemuan selanjutnya.

Pembufferan Bus

          Bus mikroprosesor harus berhubungan dengan setiap chip masukan keluaran pheriferal dan memori sistem. Semua mikroprosesor MOS kurang kemampuan penggerakkan keluarannya yang diperlukan dalam sistem besar. Karena itu dipakai buffer atau penggerak untuk menaikkan daya penggerakan bus. Ada pengirim bus untuk menggerakkan bus dan ada penerima bus untuk menerima bus dan menggerakkan mikroprosesor. Gambar 3 di bawah ini menunjukkan pembufferan saluran alamat dan saluran pengendali

          Tiap masukan sebuah alat merupakan beban pada keluaran yang menggerakkannya. Sebagian besar komponen menggerakkan mulai dari satu sampai dua puluh komponen lainnya. Setiap komponen harus diperiksa karakteristik penggerakan serta pembebanan masukan keluarannya.

Gambar 3.Pembuffferan Saluran Alamat dan Pengendali

          Dalam gambar 3 melukiskan penggunaan pengirim untuk pembufferan bus pengendali dan bus alamat. Saluran-saluran pada bus pengendali bersifat satu arah. Pada gambar  4 ditunjukkan cara pembufferan bus data. Data harus lewat pada dua arah, jadi dipakai baik sebagai pengirim maupun sebagai penerima.

Gambar 4. Pembufferan Bus Data

Menghubungkan Memori dan I/O

          Sebagai bagian dari suatu sistem mikroprosesor memori dan I/O merupakan komponen pokok. Perakitan memori dan I/O mengacu pada rancangan sistem berupa pengembangan peta memori dan peta I/O.

         Sebagai suatu kasus berikut diuraikan cara-cara perakitan Z80-CPU dengan memori dan I/O. Z-80-CPU adalah mikroprosesor 8 bit produksi Zilog. Dengan memperhatikan sinyal-sinyal pengendali yang ada pada CPU, saluran alamat, dan saluran data serta rancangan sistemnya maka perakitan sistem mikroprosesor dapat dikerjakan seperti Gambar 5.

Gambar 5. Rangkaian Hubungan CPU dengan Memori dan I/O