word 07 arkom memory 2

7/29/2019 Word 07 Arkom Memory 2

1/7

1

MEMORI

4.3 READ-ONLY MEMORY

Sering kali (dan juga data) dapat disimpan secara permanendi dalam read-only memory

(ROM). ROM merupakan memory nonvolatile, program dan data di dalamnya tidak

berubah walaupun terdapat kesalahan operasi maupun ketika catu daya hilang

(padam). Kenyataannya komputer memerlukan beberapa jenis ROM untuk menyimpan

program yang memulai (starts up) sistem ketika catu daya dihidupkan. Perangkat lunak

yang disimpan secara permanen di dalam ROM dikenal dengan firmware.

Divais ROM melibatkan organisasi byte-wide, juga memiliki kesamaan dalam standart

pengemasan dan pinout dengan SRAM byte-wide. Tipe ROM dikelompokkan menjadi:

1. Nonprogrammable read-only memory (ROM)

2. Programmable, nonerasable, read-only memory (PROM)

3. Programmable, ultraviolet erasable, read-only memory (UV EPROM)

4. Programmable, electrically erasable, read-only memory (EEPROM)

ROM tidak dapat diprogram oleh pemakai, tetapi pabrik semikonduktor melakukan

wires in isi yang ditentukan oleh user. PROM memungkinkan user memprogram

sesuai dengan keinginan setelah membeli PROM. Memori nonerasablehanya dapat

diprogram oleh pemakai hanya satu kali, tetapi meori erasable dapat dihapus dan

diprogram kembali bila diperlukan. UV EPROM dan EEPROM berbeda dalam cara

pengapusannya.

4.3.1 ROM

Antarmuka eksternal dan read cycle timing ROM sama dengan RAM byte-wideyang

diraikan di muka. ROM tersedia dalam kemasan 24-pin atau 28-pin (tergantung pada

jalur alamat yang diperlukan dan kapasitasnya). Biasanya, kapasitas yang lebih tinggi

mempertahankan (pada tingkat tertentu) kompatibvilitas pinoutdengan kapasitas yang

lebih rendah.

Karena lebih sederhana, ROM memiliki kepadatan bit yang lebih tinggi dibandingkan

denganmemori yang lain. Akibatnya, biaya per bit-nya lebih rendah bila dibandingkan

dengan RAM dan EPROM.

4.3.2 PROM

PROM bersifat dapat diprogram tetapi tidak dapat dihapus. PROM terdiri dari barisan

sel yang saling terhubung dengan fusible link (sekering). Sekekring dapat diputus

atau dihubung singkat (tergantung dari tipe sekering), untuk menyimpan data yang

diinginkan secara permanen.


2/7

2

PROM penggunaan utamanya untuk menyimpan microcode dalam perancangan

menggunakan microprogram. Biasanya aplikasi seperti ini membutuhkan kecepatan

tinggi, oleh sebab itu PROM dibuat menggunakan teknologi Bipolar. Akibatnya

kumsumsi dayanya lebih tinggi dan kapasitasnya lebih rendah bila dibandingkan

dengan ROM yang berbasis pada teknologi MOS.

Antarmuka eksternal dan pewaktuan PROM sama dengan ROM. Kerugian PROM

adalah tidak dapat diprogram kembali.

4.3.3 UV EPROM

Pada ROM dan PROM, mekanisme penyimpanan berbasis pada perubahan

rangkaian permanen. Tetapi EPROM memiliki mekanisme yang berbeda, informasi

disimpan dengan cara trapping chargepada barisan sel. Sel dibentuk dengan foating

gate.

Informasi yang disimpan di dalam sel dapat dihapus dengan mengosongkan(discharging) floating gate. Oleh sebab itu, EPROM dapat dihapus dan selanjutnya

diprogram kembali beberapa kali sampai jumlah yang tak terbatas.

UV EPROM terhapus bila disinari dengan sinar ultraviolet (UV). Untuk keperluan ini

bagian atas kemasannya dilengkapi dengan jendela quartz yang transparan terhadap

sinar UV yang memungkinkan seluruh barisan sel dapat disinari.

Antarmuka Eksternal dan Timing

Gambar 4.8 jalur antarmuka eksternal untuk UV EPROM. Dibandingkan dengan SRAM

byte-wide Gambar 4.7 terdapat beberapa perbedaan: Tidak memiliki jalur write enable (WE*)

Terdapat Jalusr Vpp untuk keperluan pemrograman

Jalur CE* sam dengan SRAM

Secara umum pabrik menjaga kompatibilitas pin antara UV EPROM dan ROM. Hal ini

memungkinkan untuk soket UV EPROM (prototipe rangkaian) dapat diganti dengan

ROM pada saat produksi.


3/7

3

Gambar 4.8 Antarmuka eksternal UV EPROM

4.4 DETEKSI KESALAHAN

Pada umumnya sistem komputer dilengkapi dengan pendeteksi kesalahan (dan

pengoreksi kesalahan). Pengguaan deteksi kesalahan memilik beberapa alasan:

Kemungkinan terjadinya kesalahan sangat sering, terutama pada DRAM

Akibat kesalahan dapat sangat serius

Sebagai contoh terdapat salah satu bit yang terbalik pada bagian opcode suatu

instruksi. Hal ini akan merubah instrksi yang asli menjadi instrusi yang lain, ketika

dieksekusi oleh CPU akan menyebabkan operasi yang tidak dikehendaki. Jika instruksi

asli diubah menjadi instruksi jump, maka CPU akan mmulai mengeksekusi bagian

program yang lain. Kejadian ini disebut dengan system crash. Situasi seperti ini tidak

dapat diterima pada kebanyakan aplikasi.

4.4.1 Tipe Kesalahan dan Penyebabnya

Tipe kesalahan dapat digolongkan menjadi hard error dan soft error. Hard error

menunjukkan kerusakan permanen akibat kerusakan fisik, sebagai contoh hubung

singkat di dalam chip memori akan mengakibatkan bit data menjadi 1 atau 0 secara

permanen. Kesalahan ini hanay dapat diperbaiki dengan mengganti chip dengan yang

baru.

Soft error tidak berkaitan dengan kerusakan perangkat keras, kesalahan ini bersifat

random dan tidak dapat diprediksi. Sebagai contoh, kesalahan ini ini dapat disebabkan

oleh noise karena tata letak PCB yang tidak baik, tegangan atau temperatur yang

berlebihan, dan sebagainya. Penyebab utama soft error pada DRAM adalah partikel

alfa. Partikel alfa diemisikan bahan radio aktif yang terdapat pada kemasan yang

membungkus chip. Seperti uraian DRAM di muka bahwa mekanisme sel pada dRAM

berbasis pada kapasitor kecil. Partikel alfa menyebabkan ionsasi sehingga

Vss Vcc

GNDProgrammingvoltage

+5 V

Address

A0..AN

O0..O7

Data

Chip selectCE*

Output enableOE*

Vpp


4/7

4

menetralkan bagian pengisian pada sel kapasitor, sehingga bit di dalam sel dapat

terbalik nilainya.

Industri chip menggambarkan failure rate dari divais yang diproduksi berkaitan dengan

persentase probabilitas suatu divais akan rusak pada interval waktu 1000 jam. Sebagai

contoh, DRAM 64K X 1 memiliki data failure rate 0.12%/1000 jam. Berarti pada operasi

1000 jam probabilitas divais akan gagal/rusak adalah 0.0012.

Alternatif lain mengekspresikan kerusakan adalah dalam FITs (failure in time). Satu

FITs menunjukan satu kerusakan pada interval waktu 109 jam. Sebagai contoh, falure

rate 0.12%/100 jam ekivalen dengan 0.0012 x 106 = 1200 FITs.

Failure rate adalah aditif, sehingga failure rate untuk DRAM 64K x 16 menjadi 1200 x

16 = 19200 FITs. Pada Tabel 4.1 ditunjukkan tabel failure untuk beberapa komponen

yang umum.

Tabel 4.1 Failure rate beberapa komponen umum

Tipe KomponenTypical Failure Rate

(FITs)

Resistor 1

Diode 1

SSI 10

Kapasitor keramic 10

Kapasitor tantalum 20

MSI 50

Papan rangkaiantercetak

500

DRAM 64K x 1 1200

Seuai dengan sifat aditif suatu error, apabila dalam suatu sistem melibatkan

beberapa jenis komponen, maka error merupakan penjumlahan error semua

komponen yang terlibat.

Contoh 4-2

Prosesor 16 bit memiliki kapasitas memori 512 KB diimplementasikan

menggunakan DAM 64K x 1 pada satu PCB. Selain chip memori terdapat

komponen lain yaitu: 11 MSI dan 25 SSI. Hitung failure rate dengan

mengasumsikan terdapat 10 resistor, 100 kapasitor keramik, dan 4 kapasitor

tantalum. Gunakan asumsi failure rate Tabel 4.2.


5/7

5

Penyelesaian:

Untuk mempermudah, cara perhitugan error disajikan pada Tabel 4.2 berikut.

Tabel 4.2 Hasil perhitungan Failure rate Contoh 4.2

Tipe Komponen JumlahTotal Failure RateSetiap Komponen

16 DRAM /bank, total 4 bank 64 64 * 1200 76800

MSI 11 11 * 50 550

SSI 25 25 * 10 250

Resistor 1 10 * 1 10

Kapasitor keramik 100 100 * 10 1000

PCB 1 1 * 500 500

Total Failue Rate (Sistem) 79110

4.4.2 Teknik Paritas

Prinsip umum deteksi kesalahan adalah sebagai berikut:

1. Menambah informasi bit ekstra (redundance bit) sebelum ditulis ke memori

2. Redundance bit digunakan untuk deteksi kesalahan ketika data word dibaca dari

memori

3. Jumlah bit yang dapat dideteksi (dan dikoreksi) tergantung pada jumlah redundance

bitpada setiap word.

Pada teknik paritas (parity technique) hanya memerlukan tambahan satu bit--yangdisebut bit paritas--pada data word. Bit paritas dapat bernilai 1 atau 0 tergantung

pada:

1. Jumlah angka 1 di dalam data word

2. Pola paritas yang digunakan

Pada pola paritas genap (even parity) memerlukan total jumlah angka 1 (termasuk bit

paritas sendiri) genap. Dengan demikian, jika data word memiliki jumlah angka satu

genap, bit paritas bernilai 0. Jika data word memiliki jumlah angka satu ganjil, bit paritas

bernilai 1. Pada pola paritas ganjil (odd parity) memerlukan total jumlah angka 1

ganjil. Contoh penerapan pola bit paristas untuk data word satu byte ditunjukkan padaTabel 4.3.


6/7

6

Tabel 4.3 Contoh pembangkitan bit paritas pada data word satu byte

Pola Parity Data BitsJumlah Angka 1

Dalam DataBit Paritas

genap 1010 0011 4 0genap 0010 1100 3 1

ganjil 1011 1010 5 0

ganjil 1000 1000 2 1

Urutan penyimpanan data word ke memori dan pembacaannya berkaitan dengan

penggunaan bit paritas adalah sebagai berikut:

1. Sebelum menulis data word ke memori, parity genetor membangkitkan paritas

sesuai dengan pola yamg digunakan

2. Bit paritas yang dibangkitkan disimpan di memori bersama data word

3. Ketika data word dibaca dari memori, parity cheker menentukan kembali bit

paritasnya

4. Bit paritas yang dihasilkan parity checkerdibandingkan dengan bit paritas yang asli,

bila berbeda berarti terjadi error.


7/7

7

Cara di atas memiliki beberapa keterbatasan:

Hanya dapat mendeteksi kesalahan tunggal

Dapat mendeteksi kesalahan lebih dari satu bit, apabila jumlah bit yang salah ganjil

Kesalahan ganda dan (kelipatannya yang menghasilkan genap) tidak dapat

dideteksi

Walaupun demikian, teknik paritas ini banyak digunakan, karena kesalahan yang paling

banyak terjadi adalah kesalahan tunggal. Kesalahan ganda, 50 sampai 100 kali jarang

terjadi. Bila data word terdiri dari dua byte atau lebih, kemampuan deteksi kesalahan

dapat ditingkatkan dengan menggunakan satu bit paritas pada setiap byte-nya.

Komponen untuk membangkitkan bit paritas sebelum menulis ke memori, dan

memeriksa setelah membaca dari memori, tersedia dalam chip 14-pin yang disebut

dengan parity generator/checker. Contoh komponen tersebut adalah 74280. Pada

Gambar 4.9 ditunjukan fungsi komponen tersebut sebagai parity generatordan parity

cheker.

Gambar 4.9 Aplikasi Chip 74280 sebagai parity generatordan parity checker

MemoryData

SourceData

Source

Paritygenerator

Odd/evencontrol

P1-P8

P9

Paritygenerator

Parityoutput

Parityoutput

P1-P8

P9

88

8 8

word 07 arkom memory 2

Documents