ARSITEKTUR KOMPUTER (MIKROKONTROLER)A. Pengertian Arsitektur KomputerArsitektur komputer dapat didefinisikandandikategorikansebagai ilmudansekaligus seni mengenai cara interkoneksi komponen-komponen perangkat keras untukdapat menciptakan sebuah komputer yang memenuhi kebutuhan fungsional, kinerja, dantarget biayanya. Dalambidangteknikkomputer, arsitektur komputer adalahkonsepperencanaandanstruktur pengoperasiandasar dari suatusistemkomputer.Arsitekturkomputer ini merupakanrencanacetak-birudandeskripsi fungsional dari kebutuhanbagianperangkat kerasyangdidesain(kecepatanprosesdansisteminterkoneksinya).Dalamhal ini, implementasi perencanaan dari masingmasing bagian akan lebihdifokuskan terutama, mengenai bagaimana C!akan bekerja, dan mengenai carapengaksesan data dan alamat dari dan ke memori cache, "A#, "$#, %DD, dll).Di antara demikian banyak pemahaman tentang arsitektur, arsitektur dikenal jugasebagai suatutradisi yangberkembang. Dari &aktuke&aktu&ajaharsitektur selalumengalami perubahan. %al-hal yang mempengaruhi perkembangan dan pengembanganarsitektur tidak hanya berupa keadaan eksternal, tetapi juga keadaan internal. Disini kitamembahas mengenai e'olusi arsitektur pada komputer. Arsitektur dari komputer sendirimerupakan suatu susunan atau rancangan dari komputer tersebut sehingga membentuksuatukesatuanyangdinamakankomputer.(omputer sendiri bere'olusi dengancepatmulai dari generasi pertama hingga sekarang. )'olusi sendiri didasarkan pada fungsi ataukegunaanya dalam kehidupan. )'olusi pada komputer sendiri ada karena keinginan atauhal yang dibutuhkan manusia itu sendiri. *ekarang ini komputer sudah dapat melakaukanperintah yang sulit sekalipun tidak seperti dulu yang hanya bisa melakukan yangsederhanasaja. +tulah yangdinamakan e'olusiarsitekturyaituperubahanbentuk jugafungsi dan kemampuannya.B. Kasi!ikasi Arsitektur Komputer".Arsitektur #on NeumannArsitektur ,on-eumannadalaharsitektur komputer yangmenempatkanprogram("$#.Read Only Memory) dan data ("A#.Random Access Memory) dalam petamemori yangsama. Arsitektur ini memiliki address dandatabus tunggal untukmengalamatiprogram (instruksi) dan data.Arsitektur $on Neumann atauMesin#on Neumann merupakan arsitektur yang diciptakan oleh /ohn 'on -eumann padatahun 0123-0145. 6ang mana hampir semua komputer saat ini menggunakanArsitektur buatan /ohn ,on -eumann. Arsitektur ,on -eumann ini menggambarkankomputer dengan empat bagian utama yaitu7a. !nit Aritmatika dan 8ogika (A8!)b. !nit kontrol (C!)c. #emori d. Alat masukan +9$%iagram &ok 'u&ungan antara komponen (PU)%iagram Arsitektur #on Neumann(ara ker*a". Komunikasi Antara Memori +an Unit Pengoa'an(omunikasi antara memori dan unit pengolahan terdiri dari dua register: a. Alamat memori "egister (#A"). b. #emori data "egister (#D"). !ntuk membaca, a. :he address of the location is put in #A". Alamat lokasi diletakkan #aretb. #emori diaktifkan untuk membaca.c. -ilai ini dimasukkan ke dalam #D" oleh memori.!ntuk menulis, a. Alamat lokasi diletakkan #aret b. Data dimasukkan ke dalam #D". c. Tuis Akti!kan sinyal menegaskan. d. -ilai dalam #D" ditulis ke lokasi yang ditentukan. ,. (PUa. %ard&are unit seperti A8!, register, memori, dll, yang dihubungkan bersamake dalam jalur data-. b. Aliran bit sekitar jalur data-dikendalikan oleh ;gerbang; yang memungkinkanbit mengalir atau tidak mengalir (off) melalui jalur data-. c. +nstruksi biner (0 . on, 2 . off) yang mengontrol aliran yang disebut micro-instruksi.-aur +ata.. Memori OperasiAda dua operasi kunci pada memori7 a. /et0'(a++ress)returns 'alue &ithout changingthe 'alue storedat thataddress. !et0' (aamat) nilai kembali tanpa mengubah nilai yang disimpan dialamat itu.b. Store (a++ress1 $aue)&rites ne& 'alue into the cell at the gi'en address.toko(aamat1 niai)menulis nilai baruke dalamsel pada alamat yangdiberikan.- #emori jenis ini adalahacak-akses,yang berarti bah&a C!dapatmengakses nilai dari array setiap saat ('s akses sekuensial, seperti padatape). - #emori seperti ini disebut RAM (random-access memory). - bits maka program juga harus > bits.c. prosesor ,on -eumann membutuhkan jumlah clock C+ ("lock per #nstruction)yang relatif lebih banyak sehingga eksekusi instruksi dapat menjadi relatif lebihlama.,. Arsitektur 2ar$ar+Arsitektur %ar'ard memiliki dua memori yang terpisah satu untuk program ("$#)dansatuuntukdata("A#), yangmanaarsitektur ini merupkankebalikkandariarsitektur komputer model 'on nuemann, jika 'on neuman mengabungkan "$# dan"A# menjadi satu maka arsitektur har'ard maka kedua memori tersebut dipisahkan.%iagram Arsitektur Komputer Mo+e 2ar$ar+#ikrokontroler yangmenggunakanarsitektur ini memiliki duabusyangberbeda.*atu bus >-bit dan menghubungkanC! ke "A#. 6anglain terdiridari beberapajalur (0?, 0@ atau 0=) dan menghubungkan C! ke "$#. Dengan demikian,C!dapat membacainstruksi danmengaksesmemori datapadasaat yangbersamaan.(arenasemuaregistermemori "A#lebarnya>-bit, semuapertukarandatadalammikrokontroler menggunakan format yang sama, sehingga selama eksekusi penulisandata,hanya >-bit yang diperhatikan.Dengan kata lain, yang perlu Anda perhatikansaat merancangprogramadalahlebar datayangbisadipertukarkanataudiproseshanya selebar >-bit, ya hanya selebar >-bit saja.rogram yang Anda buat untuk beberapa mikrokontroler ini akan tersimpan di dalam"$#internal (Alash"$#)setelahdilakukankompilasi kebahasamesin. 8okasimemori ini dinyatakandalam0?,0@atau0=-bit.*ebagian daribit,@,= atau >-bitdigunakan sebagai instruksinya sendiri dan diikuti dengan data >-bit.Arsitektur %ar'ard menggunakan memori terpisah untuk program dan data denganalamat danbus datayangberdiri sendiri. (arenaduaperbedaanalirandatadanalamat, maka tidak diperlukan multiplexing alamat dan bus data. Arsitektur ini tidakhanya didukung dengan bus paralel untuk alamat dan data, tetapi juga menyediakanorganisasi internal yang berbeda sedemikian rupa instruksi dapat diambil dandikodekan ketika berbagai data sedang diambil dan dioperasikan. 8ebih lanjut lagi,bus data bisa saja memiliki ukuran yang berbeda dari bus alamat. %al inimemungkinkanpengoptimalan bus data danbus alamat dalampengeksekusian instruksi yang cepat. *ebagai contoh, mikrokontroler +ntel keluarga#C*-40menggunakanarsitektur%ar'ardkarenaadaperbedaankapasitasmemoriuntukprogram dan data,danbus terpisah (internal)untukalamat dandata.