pertemuan 14-sistem-embedded

ORGANISASI KOMPUTER

MATA KULIAH:

PRODI PENDIDIKAN TEKNIK INFORMATIKA DAN KOMPUTER

JURUSAN PENDIDIKAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS NEGERI MAKASSAR

PERTEMUAN 14

SISTEM EMBEDDED

1

2013

CREATED BY:

2

FRANS RUMENGAN D. 1129040049

PTIK 02 2011

A. PENGERTIAN SISTEM EMBEDDED

Sistem yang menempel di sistem lain. Embeded system merupakan sebuah sistem

(rangkaian elektronik) digital yang merupakan bagian dari sebuah sistem yang lebih

besar, yang biasanya bukan berupa sistem elektronik. Kata {embedded}

menunjukkan bahwa dia merupakan bagian yang tidak dapat berdiri sendiri.

Embedded system biasanya merupakan {application-specific system} yang didisain

khusus untuk aplikasi tertentu.

3

B. CONTOH SISTEM EMBEDDED

1. Microwave Oven

Banyak peralatan rumah tangga yang menggunakan control computer untuk

mengatur operasinya. Contoh umumnya adalah microwave oven. Dimungkinkan

microwave menggunakan prosesor yang relative sederhana dengan unit ROM dan

RAM kecil sudah mencukupi dan antar muka I/O sederhana digunakan untuk

menghubungkan bagian system yang lain. Dimungkinkan untuk merealisasikan

sebagai sirkuit pada chip VLSI tunggal.

4

5

2. Kamera Digital

Kamera digital merupakan contoh embedded yang bagus dan canggih dalam paket kecil. Dimana kamera

tradisional menggunakan film untuk menangkap citra. Pada kamera digital, array sensor optic

digunakan untuk manangkap citra.

3. Home Telemetry

Contohnya adalah telepon display dan mesin cuci dll, dimana prosesor embedded

mengenable berbagai fitur penting. Selain fitur telepon standar pada telepon display,

suatu telepon yang dikendalikan dengan microprosesor dapat digunakan untuk

menyediakan akses jarak jauh keperangkat lain dirumah yang dapat berkomunikasi

dengan peralatan computer.

6

C. APLIKASI CHIP PROSESOR UNTUK APLIKASI

EMBEDDED

Chip yang berisi prosesor, beberapa memory, dan sirkuit antar muka I/O yang

digunakan dalam aplikasi embedded sering disebut sebagai prosesor embedded.

Karena chip tersebut melakukan fungsi control penting dalam aplikasi tersebut, dan

didasarkan pada microprosesor, maka chip itu disebut juga chip mocrokontroler.

7

D. MIKRONTROLER SEDERHANA

Terdapat beberapa prosesor core dan memory on chip. Karena memory on chip mun

gkin tidak cukup untuk mendukung semua aplikasi potensial, maka koneksi bus

prosesor juga disediakan pada pin chip sehingga memory ekternal dapat

ditambahkan. Terdapat dua antar muka parallel 8 bit yang disebut A dan B dan satu

antar muka serial.

8

1. PORT I/O PARALEL

port paralel

Mekanisme signaling

data pada suatu port

memiliki orientasi

yang sama yaitu

pada saat port

berfungsi sebagai

port input atau

output.

9

2. ANTAR MUKA SERIAL I/O

Antar muka serial kemampuan UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter)

untuk mentrasfer data berdasarkan pada prinsip yang diindikasikan. buffering ganda

digunakan dalam jaluir transmit dan racaive, kebutuhan akan buffering tersebut

adalah unutk memperhalus short burst dalam transfer I/O.

10

11

3. COUNTER /TIMER

Sirkuit 32 bit down-counter atau timer. Operasi dasar sirkuit tersebut melibatkan

loading nilai awal ke dalam counter, dan kemudian menurunkan isi counter

menggunakan internal system clock atau external clock signal. Sirkuit tersebut

dapat diprogram untuk memunculkan interrupt pada saat isi counter mencapai nol.

12

4. MEKANISME KONTROL INTERRUPT

Microkontroler memiliki dua jalur interrupt reuest, IRQ dan XRQ. Jalur IRQ digunakan

untuk interrupt yang muncul oleh antar muka I/O dalam microkontroler. Jalur XRQ

digunakan untuk interrupt yang dimunculkan oleh perangkat eksternal. Pada sdaat

prosesor mengamati bahwa jalur IRQ telah aktif, maka prosesor menggunkan

metode polling unutk menentukan source pada interrupt request. Hal ini dilakukan

dengan menganalisa flag dalam status register PSTAT, SSTAT dan CTSTAT,. XRQ

interrupt memiliki prioritas yang lebih tinggi dari pada IRQ interrupt.

13

E. PERTIMBANGAN PEMROGRAMAN

Program dapat ditulis baik dalam bahasa assembly atau dengan bahasa tingkat

tinggi. Kita akan menampilkan beberapa contoh bahasa.

1. Pendekatan Polling

2. Pendekatan Interrupt

14

F. BATASAN TIMING PERANGKAT I/O

1. Program C Untuk Transfer Melalui Circular Buffer.

2. Program Bahasa Assembly Untuk transfer malalui circular buffer.

15

G. REACTION TIMER – CONTOH

Kita mendesain reaction timer yang dapat digunakan dalam mengukur kecepatan

respon respon seseorang terhadap stimulus visual.suatu program untuk

merealisasikan suatu tugas dapat didasarkan pada pendekatan berikut:

Tujuan user untuk memulai suatu tes dimonitor dengan wait loop

Pada saat mengamati go switch telah ditutup

Counter diset kenilai awal

Dll.

16

1. Program C Untuk Reaction Timer

2. Program Bahasa Assembly Language Untuk Reaction Timer

H. FAMILY PROSESOR EMBEDDED

Prosesor dapat dikarakterisasi dengan sebarapa banyak bit data yang ditanganinya

secara parallel pada saat mengakses data dalam memori. Microkontroler yang paling

canggih menyertakan prosesor 32 bit dengan bus data 32 bit wide. Demikian

microkontroler yang berbasis pada arsitektur ARM. Tetapi dimungkinkan juga

mendapatkan prosesor dengan struktur 32 bit internal dan bus data 16 bit wide ke

memori.

17

1. Mokrokontroler berbasis pada intel 8051

Pada awal tahun 1980-an intel corporation memperkenalkan chip microkontroler yang

disebut 8051. Chip tersebut menggunakan arsitektur dasar family mikroprosesor

8080 intel yang menggunakan chip 8 bit untuk aplikasi komputasigeneral purpose.

Chip 8051 memiliki 4 port I/O 8 bit, UART, dan 2 sirkuit timer 16 bit juga 4k byte

penyimpangan EPROM bukannya ROM tersedia dengan nama 8751.

18

2. Mikrokontroler Motortola

a. Mokrokontroler 68HC11

b. Mikrokontroler 683xxx

c. Mokrokontroler ColdFire

d. Mikrokontroler power PC

3. Mikrokontroler ARM

Arsitektur dan prosesor core ARM telah dikembangkan oleh advanced RISC

Machines Ltd. Misalnya mikrokontroler AT91F40416 dari atmel

menggunakan ARM7-TDMI thumb aware core dan juga 4k Byte RAM, 526

byte flas ROM 32 jalur I/O 2 port serial dan counter.

19

I. PERSOALAN DESAIN

Disainer system embedded harus membuat banyak keputusan penting. Sifat aplikasi

atau produk yang harus didisain memiliki persyaratan dan batas tertentu. Dalam

bagian ini kita akan menampilkan beberapa persoalan yang paling penting dihadapi

desainer.

20

1. Biaya

2. Kemampuan I/O

3. Ukuran

4. Konsumsi Daya

5. Memory On Chip

6. Performa

7. Software

8. Set instruksi

9. Tool Pengembangan

10. Testability dan Keandalan

21

J. SISTEM ON CHIP

1. Implementasi FPGA

Komponen utama tiap system pada chip adalah prosesor core. System Excalibur menawarkan

2 alternanif berbeda. Satu alternative melibatkan prosesor yang didefenisikan di dalam software.

Alternative lain melibatkan chip FPGA dengan prosesor core yang diimplikasikan dalam solikon pada

saat diproduksi.

a. Soft prosesor core

b. Hard Prosesor Core

c. Tinjauan Desainer

22

SEMOGA BERMANFAAT

23