MAKALAH MICROPROSESOR DENGAN BAHASA ASSEMBLY

Dosen :Achmadi,ST.MT.

Disusun Oleh :

1. BAGUS HIDAYAT (13041039)

PRODI TEKNIK ELEKTRO(ELEKTRONIKA SORE)SEMESTER V

UNIVERSITAS BHAYANGKARA

SURABAYA

1

A. Sejarah Mikroprosesor

Pada tahun 1971 : 4004 munculah microprocessor pertama Intel , microprocessor

4004 ini digunakan pada mesin kalkulator Busicom. Dengan penemuan ini maka

terbukalah jalan untuk memasukkan kecerdasan buatan pada benda mati.

Pada tahun 1972 munculah microprocessor 8008 yang berkekuatan 2 kali lipat

dari pendahulunya yaitu 4004.

Pada tahun 1974: 8080 Microprocessor Menjadi otak dari sebuah komputer yang

bernama Altair, pada saat itu terjual sekitar sepuluh ribu dalam 1 bulan

Pada tahun 1982: 286 Microprocessor Intel 286 atau yang lebih dikenal dengan

nama 80286 adalah sebuah processor yang pertama kali dapat mengenali dan

menggunakan software yang digunakan untuk processor sebelumnya.

2

Pada tahun 1985: Intel386™ Microprocessor Intel 386 adalah sebuah prosesor

yang memiliki 275.000 transistor yang tertanam diprosessor tersebut yang jika

dibandingkan dengan 4004 memiliki 100 kali lipat lebih banyak dibandingkan dengan

4004

Pada tahun 1989: Intel486™ DX CPU Microprocessor Processor yang pertama

kali memudahkan berbagai aplikasi yang tadinya harus mengetikkan command-

command menjadi hanya sebuah klik saja, dan mempunyai fungsi komplek matematika

sehingga memperkecil beban kerja pada processor.

1993: Intel® Pentium® Processor Processor generasi baru yang mampu menangani berbagai jenis data seperti suara, bunyi, tulisan tangan, dan foto.

3

Pada tahun 1995: Intel® Pentium® Pro Processor Processor yang dirancang

untuk digunakan pada aplikasi server dan workstation, yang dibuat untuk memproses

data secara cepat, processor ini mempunyai 5,5 jt transistor yang tertanam.

Pada tahun 1997: Intel® Pentium® II Processor Processor Pentium II merupakan

processor yang menggabungkan Intel MMX yang dirancang secara khusus untuk

mengolah data video, audio, dan grafik secara efisien. Terdapat 7.5 juta transistor

terintegrasi di dalamnya sehingga dengan processor ini pengguna PC dapat mengolah

berbagai data dan menggunakan internet dengan lebih baik.

Pada tahun 1998: Intel® Pentium II Xeon® Processor Processor yang dibuat

untuk kebutuhan pada aplikasi server. Intel saat itu ingin memenuhi strateginya yang

ingin memberikan sebuah processor unik untuk sebuah pasar tertentu.

Pada tahun 1999: Intel® Celeron® Processor Processor Intel Celeron merupakan

processor yang dikeluarkan sebagai processor yang ditujukan untuk pengguna yang tidak

4

terlalu membutuhkan kinerja processor yang lebih cepat bagi pengguna yang ingin

membangun sebuah system computer dengan budget (harga) yang tidak terlalu besar.

Processor Intel Celeron ini memiliki bentuk dan formfactor yang sama dengan processor

Intel jenis Pentium, tetapi hanya dengan instruksi-instruksi yang lebih sedikit, L2 cache-

nya lebih kecil, kecepatan (clock speed) yang lebih lambat, dan harga yang lebih murah

daripada processor Intel jenis Pentium. Dengan keluarnya processor Celeron ini maka

Intel kembali memberikan sebuah processor untuk sebuah pasaran tertentu.

Pada tahun 1999: Intel® Pentium® III Processor Processor Pentium III

merupakan processor yang diberi tambahan 70 instruksi baru yang secara dramatis

memperkaya kemampuan pencitraan tingkat tinggi, tiga dimensi, audio streaming, dan

aplikasi-aplikasi video serta pengenalan suara.

Pada tahun 1999: Intel® Pentium® III Xeon® Processor Intel kembali merambah

pasaran server dan workstation dengan mengeluarkan seri Xeon tetapi jenis Pentium III

yang mempunyai 70 perintah SIMD. Keunggulan processor ini adalah ia dapat

mempercepat pengolahan informasi dari system bus ke processor , yang juga

mendongkrak performa secara signifikan. Processor ini juga dirancang untuk dipadukan

dengan processor lain yang sejenis.

5

Pada tahun 2000: Intel® Pentium® 4 Processor Processor Pentium IV

merupakan produk Intel yang kecepatan prosesnya mampu menembus kecepatan hingga

3.06 GHz. Pertama kali keluar processor ini berkecepatan 1.5GHz dengan formafactor

pin 423, setelah itu intel merubah formfactor processor Intel Pentium 4 menjadi pin 478

yang dimulai dari processor Intel Pentium 4 berkecepatan 1.3 GHz sampai yang terbaru

yang saat ini mampu menembus kecepatannya hingga 3.4 GHz.

Pada tahun 2001: Intel® Xeon® Processor Processor Intel Pentium 4 Xeon

merupakan processor Intel Pentium 4 yang ditujukan khusus untuk berperan sebagai

computer server. Processor ini memiliki jumlah pin lebih banyak dari processor Intel

Pentium 4 serta dengan memory L2 cache yang lebih besar pula.

Pada tahun 2001: Intel® Itanium® Processor Itanium adalah processor pertama

berbasis 64 bit yang ditujukan bagi pemakain pada server dan workstation serta pemakai

tertentu. Processor ini sudah dibuat dengan struktur yang benar-benar berbeda dari

sebelumnya yang didasarkan pada desain dan teknologi Intel’s Explicitly Parallel

Instruction Computing ( EPIC ).

6

Pada tahun 2002: Intel® Itanium® 2 Processor Itanium 2 adalah generasi kedua

dari keluarga Itanium

Pada tahun 2003: Intel® Pentium® M Processor Chipset 855, dan Intel®

PRO/WIRELESS 2100 adalah komponen dari Intel® Centrino™. Intel Centrino dibuat

untuk memenuhi kebutuhan pasar akan keberadaan sebuah komputer yang mudah

dibawa kemana-mana.

Pada tahun 2004: Intel Pentium M 735/745/755 processors Dilengkapi dengan

chipset 855 dengan fitur baru 2Mb L2 Cache 400MHz system bus dan kecocokan

dengan soket processor dengan seri-seri Pentium M sebelumnya.

2005: Intel Pentium 4 Extreme Edition 3.73GHz Sebuah processor yang

ditujukan untuk pasar pengguna komputer yang menginginkan sesuatu yang lebih dari

komputernya, processor ini menggunakan konfigurasi 3.73GHz frequency, 1.066GHz

FSB, EM64T, 2MB L2 cache, dan HyperThreading.

7

Pada tahun 2005: Intel Pentium D 820/830/840 Processor berbasis 64 bit dan

disebut dual core karena menggunakan 2 buah inti, dengan konfigurasi 1MB L2 cache

pada tiap core, 800MHz FSB, dan bisa beroperasi pada frekuensi 2.8GHz, 3.0GHz, dan

3.2GHz. Pada processor jenis ini juga disertakan dukungan HyperThreading.

Pada tahun 2006: Intel Core 2 Quad Q6600 Processor untuk type desktop dan

digunakan pada orang yang ingin kekuatan lebih dari komputer yang ia miliki memiliki

2 buah core dengan konfigurasi 2.4GHz dengan 8MB L2 cache (sampai dengan 4MB

yang dapat diakses tiap core ), 1.06GHz Front-side bus, dan thermal design power ( TDP

)

Pada tahun 2006: Intel Quad-core Xeon X3210/X3220 Processor yang digunakan

untuk tipe server dan memiliki 2 buah core dengan masing-masing memiliki konfigurasi

2.13 dan 2.4GHz, berturut-turut , dengan 8MB L2 cache ( dapat mencapai 4MB yang

diakses untuk tiap core ), 1.06GHz Front-side bus, dan thermal design power (TDP)

8

Pada tahun 2007: Intel Core Duo Intel Core Duo adalah prosesor intel pertama

yang mempunyai 2 buah inti ( core ). Menggunakan teknologi fabrikasi chip 65 nm.

B. Pengertian Mikroprosesor

Sebuah mikroprosesor (disingkat µP atau uP) adalah sebuah central processing

unit (CPU) elektronik komputer yang terbuat dari transistor mini dan sirkuit lainnya di

atas sebuahsirkuitterintegrasisemikonduktor. Sebelum berkembangnya mikroprosesor,

CPU elektronik terbuat dari sirkuit terintegrasi TTL terpisah; sebelumnya, transistor

individual; sebelumnya lagi, dari tabung vakum. Bahkan telah ada desain untuk mesin

komputer sederhana atas dasar bagian mekanik seperti gear, shaft, lever, Tinkertoy dan

lain-lain.

Evolusi dari mikroprosesor telah diketahui mengikuti Hukum Moore yang

merupakan peningkatan performa dari tahun ke tahun. Teori ini merumuskan bahwa

daya penghitungan akan berlipat ganda setiap 18 bulan, sebuah proses yang benar terjadi

sejak awal 1970-an; sebuah kejutan bagi orang-orang yang berhubungan. Dari awal

sebagai driver dalam kalkulator, perkembangan kekuatan telah menuju ke dominasi

mikroprosesor di berbagai jenis komputer; setiap sistem dari mainframe terbesar sampai

ke komputer pegang terkecil sekarang menggunakan mikroprosesor sebagai pusatnya.

C. Karakteristik Mikroprosesor

Berikut adalah karakteristik penting dari mikroprosesor :

1. Ukuran bus data internal (internal data bus size): Jumlah saluran yang terdapat

dalam mikroprosesor yang menyatakan jumlah bit yang dapat ditransfer antar

komponen di dalam mikroprosesor.

9

2. Ukuran bus data eksternal (external data bus size): Jumlah saluran yang

digunakan untuk transfer data antar komponen antara mikroprosesor dan

komponen-komponen di luar mikroprosesor.

3. Ukuran alamat memori (memory address size): Jumlah alamat memori yang

dapat dialamati oleh mikroprosesor secara langsung.

4. Kecepatan clock (clock speed): Rate atau kecepatan clock untuk menuntun

kerja mikroprosesor.

5. Fitur-fitur spesial (special features): Fitur khusus untuk mendukung aplikasi

tertentu seperti fasilitas pemrosesan floating point, multimedia dan sebagainya

D. Tipe – tipe microprocessor

1. Pentium (diproduksi oleh Intel Corporation).

Pentium merupakan prosesor yang paling popular .berkembang sejak Pentium

dengan kecepatan 60 Megahertz kemudian Pentium II, lalu Pentium III, hingga saat ini

yang paling mutakhir adalah Pentium 4 dengan kecepatan hingga 2000 Megahertz atau 2

Gigahertz.

2. Celeron (produksi Intel).

Celeron sebenarnya adalah Pentium II yang di kurangi atau di tiadakan

komponen memori cache level 2-nya. Beberapa jenis prosesor ini adalah : a Celeron

dengan cache L2 0 KB b Celeron dengan cache L2 128 KB c Celeron –II dengan cache

L2 256 KB.

3. Thunderbird (produksi AMD).

Thunderbird adalah kelanjutan dari Athlon dan Duron .ketiganya di produksi

AMD sebagai saingan terberat Intel Pentium .K7(istilah lebih ringkas dari Thunderbirtd)

10

dipercaya memiliki ketahanan dan kecepatan lebih baik dari pada Intel Pentium yang

setara , sangat cocok bagi pemakai komputer yang gemar melakukan overclocking.

4. WinChip (produksi IBM )

DT merupakan perusahaan yang lebih kecil yang menghasilkan CPU seperti

Pentium MMX dengan harga murah. WinChip C6 pertama IDT diperkenalkan pada Mei

1997.

E. Prinsip kerja mikroprosesor

Cara suatu mikroprosesor bekerja dalam suatu rangkaian elektronik diarahkan

oleh suatu program dalam kode-kode bahasa mesin (machine language) yang telah

“dimasukkan” terlebih dahulu kedalam memory sistem rangkaian berbasis

mikroprosesor itu. Di dalam sebuah mikroprosesor paling tidak terdiri dari rangkaian-

rangkaian digital; memory/register, pengolah logika aritmatika, rangkaian kontrol

operasi sekuensial. Walau sebenarnya pekerjaan mikroprosesor jauh lebih rumit, tetapi

pada dasarnya hanya ada 3 pekerjaan yang dilakukan :

a. Menggunakan ALU, mikroprosesor dapat melakukan operasi aritmatik

(penjumlahan, pengurangan, perkalian, dan pembagian). Mikroprosesor modern

memiliki prosesor floating point yang bisa melakukan operasi-operasi yang

sangat rumit untuk membantu CPU.

b. Mikroprosesor bisa memindahkan data dari lokasi memori ke peranti lainnya dan

sebaliknya.

c. Mikroprosesor bisa membuat keputusan dan melompat ke set instruksi yang baru,

berdasar pada keputusan itu. Jalur data mikroprosesora.

11

d. Bus alamat (bisa berukuran 8, 16, atau 32-bit) : berfungsi untuk mengirim alamat

ke memori.

e. Bus data (juga bisa berukuran 8, 16, atau 32-bit) : berfungsi untuk

mengirim/menerima data ke/dari memori.

f. Jalur RD (read) dan WR (write) berfungsi untuk memberitahu memori apakah ia

harus membaca atau menulis data di lokasi yang dialamati.

d. Jalur clock : berfungsi memberikan deretan pulsa clock pada prosesor.

g. Jalur reset : berfungsi mereset penghitung program ke nol (atau ke sesuatu nilai)

dan memulai lagi pekerjaan dari awal. Fungsi komponen di dalam mikroprosesor.

h. Register A, B, dan C terdiri dari untai latch yang disusun dari untai flip-flop.

Address Latch hanya meregister A, B, dan C

i. Program counter : sebuah latch dengan kemampuan tambahan untuk menaikkan

satu angka, dan juga bisa me-reset ke nol jika diperintahkan.

j. ALU bekerja seperti penjumlah 8-bit sederhana : melakukan operasi

penjumlahan, pengurangan, perkalian, dan pembagian nilai-nilai 8-bit.

d .Test register : sebuah latch yang bisa menyimpan nilai perbandingan-

perbandingan yang dilakukan di ALU. Sebuah ALU secara normal bisa

membandingkan dua buah angka dan menentukan apakah keduanya sama besar

nilainya atau salah satu lebih besar dari yang lain.

k. Tri-state buffer : bisa melewatkan dan memutus keluarannya (seperti saklar).

Buffer ini memungkinkan keluaran yang berjumlah banyak bisa tersambung pada

sebuah jalur, tetapi pada satu waktu hanya satu dari mereka yang secara

memberikan nilai “1” atau “0” ke jalur.

l. mengendalikan semua komponen-komponen lainnya. Instruksi Pada

Mikroprosesor Mikroprosesor yang sangat sederhana sekalipun tetap memiliki

instruksi-instruksi yang jumlahnya cukup banyak. Instruksi diimplementasikan

dalam pola-pola bit (disebut juga bahasa mesin, machine language), masing-

masing memiliki arti sendiri-sendiri saat dimuatkan ke dalam instruction

register.Manusia pada umumnya tidak mungkin mengingat-ingat pola-pola bit,

maka sebagai jalan keluar dirancanglah satu set kata pendek yang melukiskan

pola-pola bit tersebut, yang lebih mudah dipahami. Koleksi kata-kata pendek ini

disebut sabagai bahasa assembly. Untuk menterjemahkan kata-kata pendek ini ke

dalam bahasa yang dimengerti oleh mesin, digunakan peranti yang disebut

12

assembler. Instruksi yang telah diterjemahkan oleh assembler ditempatkan ke

dalam memori untuk dieksekusi oleh mikroprosesor.

Contoh Instruksi Mikroprosesor Sederhana :

• LOADA mem – Muat register A dari alamat memori

• LOADB mem – Muat register B dari alamat memori

• CONB con – Muat sebuah nilai konstan ke register B

• SAVEB mem – Simpan register B ke alamat memori

• SAVEC mem – Simpan register B ke alamat memori

• ADD – Tambahkan A dan B dan simpan hasilnya di C

• SUB – Kurangi A dan B dan simpan hasilnya di C

• MUL – Kalikan A dan B dan simpan hasilnya di C

• DIV – Bagi A dan B dan simpan hasilnya di C

• COM – Bandingkan A dan B dan simpan hasilnya di C

• JUMP addr – Melompat ke sebuah alamat

• JEQ addr – Melompat, jika setara, ke alamat

• JNEQ addr – Melompat, jika tak setara, ke alamat

• JG addr – Melompat, jika lebih besar dari, ke alamat

• JGE addr – Melompat, jika lebih besar dari atau setara, ke alamat

• JL addr – Melompat, jika lebih kecil dari, ke alamat

• JLE addr – Melompat, jika lebih kecil dari atau setara, ke alamat

• STOP – Berhenti melakukan eksekusi

F. Aplikasi mikroprosesor pada sistem Robotic

Pengendali mikro (microcontroller) adalah sistem mikroprosesor lengkap yang

terkandung di dalam sebuah chip. Mikrokontroler berbeda dari mikroprosesor serba guna

yang digunakan dalam sebuah personal computer karena sebuah mikrokontroler

umumnya telah berisi komponen pendukung sistem minimal mikroprosesor, yakni

memori dan antarmuka I/O. Untuk mengontrol robot, maka digunakan mikrokontroler

dengan pertimbangan faktor ukuran yang relatif kecil sehingga cocok untuk pengontrol

robot. Pada prinsipnya mikrokontroler adalah mikroprosesor yang diprogram dengan

bahasa assembly dan dirancang sebagai pengendali bukan untuk komputasi. Kontroler

adalah rangkaian elektronik berbasis mikroprosesor yang berfungsi sebagai pengatur

seluruh komponen dalam membentuk fungsi kerja. Secara umum diagram ilustrasi

sistem robotik yang berhubungan dengan dunia nyata seperti diagram di bawah ini :

13

Sensor adalah perangkat atau komponen yang bertugas mendeteksi (hasil)

gerakan atau fenomena lingkungan yang diperlukan oleh sistem kontroler. Aktuator

adalah perangkat elektromekanik yang menghasilkan daya gerakan. Sistem controller

adalah rangkaian elektronik yang setidak-tidaknya terdiri dari rangkaian prosesor (CPU,

Memori, komponen interface Input/Output), signal conditioning untuk sensor (analog

dan atau digital), dan driver untuk aktuator. Mekanik robot adalah sistem mekanik yang

dapat terdiri dari setidak-tidaknya sebuah fungsi gerak. Mikroprosesor dan

mikrokontroler mengimplementasikan suatu komputasi pada hardware yang tetap.

Antarmuka semacam keyboard, tampilan, disket, atau printer yang umumnya ada pada

sebuah komputer pribadi justru tidak ada pada sistem mikrokontroler. Sistem

mikrokontroler lebih banyak melakukan pekerjaan-pekerjaan sederhana yang penting

seperti mengendalikan motor, saklar, resistor variabel, atau perangkat elektronis lain.

Seringkali satu-satunya bentuk antarmuka yang ada pada sebuah sistem mikrokontroler

hanyalah sebuah LED, bahkan ini pun bisa dihilangkan jika tuntutan konsumsi daya

listrik mengharuskan demikian.

Mikroprosesor adalah unit pengendali pusat dari interface. Mikroprosesor

membawa perintah-perintah yang disimpan di RAM dan di EPROM. Proses ini

mempunyai dua mode yaitu Mode Aktif dan Mode Pasif. Ditinjau dari segi

arsitekturnya, mikroprosesor hanya merupakan single chip CPU, sedangkan

mikrokontroler dalam IC-nya selain CPU juga terdapat device lain yang memungkinkan

mikrokontroler berfungsi sebagai suatu single chip computer. Dalam sebuah IC

mikrokontroler telah terdapat ROM, RAM, EPROM, serial interface dan paralel

interface, timer, interrupt controller, konverter Analog ke Digital, dan lainnya

(tergantung feature yang melengkapi mikrokontroler tersebut). Sedangkan dari segi

aplikasinya, mikroprosessor hanya berfungsi sebagai Central Processing Unit yang

menjadi otak komputer, sedangkan mikrokontroller, dalam bentuknya yang mungil, pada

umumnya ditujukan untuk melakukan tugas–tugas yang berorientasi kontrol pada

rangkaian yang membutuhkan jumlah komponen minimum dan biaya rendah (low cost).

Maka dapat diambil kesimpulan, microprocessor merupakan beberapa komponen CPU

14

yang dipaket menjadi satu chip. Microcontroller merupakan keseluruhan (instruksi)

computer yang dibuat dalam satu chip.

15