Cara Kerja Mikroprosesor dan Arsitektur Mikroprosesor

Cara Kerja Mikroprosesor dan Arsitektur Mikroprosesor. Mikroprosesor adalah sebuah perangkat eletronika canggih yang kebanyakan digunakan sebagai otak atau komponen utama pada komputer maupun peralatan elektronik lainnya. Pada dasarnya mikroprosesor terdiri dari rangkaian elektronik terpadu (IC) yang sangat kompleks dimana dalam sebuah komponen ICnya saja bisa terdapat ratusan, ribuan bahkan jutaan transistor, resistor, dioda serta komponen elektronik lainnya yang berukuran mikro. Dengan adanya perangkat mikroprosesor sebuah komputer dapat melakukan perintah komputasi seperti operasi-operasi aritmatika dan logika.

Diagram Blok Mikroprosesor

Pada dasarnya sebuah perangkat mikroprosesor terdiri dari tiga bagian utama yaitu Unit Aritmatika dan Logika atau ALU (Arithmetic Logical Unit), Unit Register Array, dan Unit Kontroler atau Pengendali. Berikut adalah diagram blok perangkat atau sistem mikroprosesor pada komputer :

Cara Kerja Mikroprosesor

Berdasarkan diagram blok sistem mikroprosesor diatas dapat dilihat bahwa sistem minimal mikroprosesor terdiri dari tiga bagian utama yaitu ALU (Arithmetic Logical Unit), Unit Kontroler atau Pengendali, dan Register Array yang terhubung dengan bagian Input Device (mouse, sensor, keyboard) dan bagian Output Device (Monitor, speaker, printer, motor) serta bagian pengingat yaitu Memory. Suatu mikroprosesor akan menjalankan sebuah perintah atau instruksi berdasarkan urutan berikut yaitu Fetch (penjemputan atau pengambilan perintah dan data yang diperlukan), Decode (Pembacaan sandi) dan Execute (Menjalankan perintah atau mengeksekusi perintah).

Baca juga : Pengertian Decoder

Pada awalnya sebuah instruksi atau perintah disimpan di bagian pengingat yaitu unit Memory (seperti harddisk, solid state drive) secara berurutan (sequential order). Selanjutnya mikroprosesor menjemput atau mengambil instruksi-instruksi tersebut dari memori, kemudian menerjemahkannya dan mengeksekusi instruksi-instruksi tersebut hingga mendapatkan instruksi STOP atau berhenti. Hasil esksekusinya kemudian dikirimkan dengan menggunakan sistem bilangan Binary Code ke port Output.  Di antara proses-proses ini, terdapat Register Array yang berfungsi untuk menyimpan data sementara sedangkan ALU dalam Mikroprosesor digunakan untuk melakukan fungsi-fungsi komputasi.

Baca juga : Pengertian Mikroprosesor

Arsitektur Mikroprosesor

Secara fisik mikroprosesor memiliki beberapa saluran masukan maupun keluaran yang digunakan untuk sambungan antara komponen-komponen pendukung dengan sistem mikroprosesor. Saluran-saluran tersebut dikelompokkan menjadi tiga yaitu : Address Bus, Control Bus, dan Data Bus. Berikut penjelasan singkat dari saluran-saluran tersebut.

1. Address Bus

Address Bus atau Saluran Alamat digunakan untuk menentukan suatu lokasi alamat memori maupun lokasi alamat dari perangkat input dan output (Input Output Interface) yang selalu digunakan dalam suatu sistem mikroprosesor itu sendiri. Jumlah saluran yang dimiliki oleh mikroprosesor akan menentukan banyaknya alamat memori (kapasitas memori) yang dapat ditanganinya.

2. Control Bus

Control Bus atau Saluran Kendali digunakan untuk melakukan pengendalian terhadap komponen-komponen pendukung dalam sistem mikroprosesor. Semua aktivitas lalu lintas data maupun pengambilan instruksi ke perangkat pengingat (Memory), perangkat keluaran atau masukan dan lain-lainnya diatur dan dikendalikan melalui saluran kendali tersebut.

3. Data Bus

Data Bus atau Saluran Data diperlukan sebagai jalan masukan atau keluaran data yang berfungsi sebagai instruksi atau bagian dari instruksi antara perangkat pengingat atau memori dan perangkat I/O dengan mikroprosesor. Sifat dari saluran data adalah dua arah (bidirectional), dimana arahnya dapat bolak-balik antara mikroprosesor dengan perangkat pengingat maupun perangkat masukan dan keluaran.

Komponen Mikroprosesor

Pada dasarnya komponen mikroprosesor terdiri dari tiga bagian utama yaitu sebagai berikut :

1. Register, berfungsi sebagai tempat penyimpanan sementara untuk data, alamat, kode instruksi dan bit status pada berbagai operasi mikroprosesor.

2. ALU (Arithmetic Logical Unit), berfungsi untuk mengerjakan perintah – perintah logika dan operasi aritmatika.

3. Control Unit beserta Timing, berfungsi untuk mengambil dan mendekodekan instruksi dari memori program dan membangkitkan sinyal kendali yang diperlukan oleh bagian lain dari mikroprosesor untuk melaksanakan instruksi tersebut.

Istilah-istilah pada Mikroprosesor

1. CLOCK SPEED

Mikroprosesor menggunakan sinyal Clock untuk mengendalikan laju instruksi yang dijalankan, menyinkronkan komponen internal lainnya dan untuk mengendalikan transfer data di antara mereka. Clock Speed mengacu pada kecepatan di mana mikroprosesor menjalankan instruksi. Biasanya diukur dalam Hertz dan dinyatakan dalam megahertz (MHz), gigahertz (GHz) dan lain-lainnya.

2. CACHE MEMORY

Memori cache adalah memori akses random atau acak yang terintegrasi ke dalam mikroprosesor. Dengan adanya memori ini mikroprosesor dapat mengakses data dalam memori cache lebih cepat daripada dari RAM biasa. Memori cache digunakan untuk menyimpan data atau instruksi yang sering dirujuk oleh perangkat lunak atau program selama operasi. Sehingga akan meningkatkan kecepatan operasi secara keseluruhan.

3. INSTRUCTION SET

Instruction Set adalah kelompok perintah yang dapat dipahami oleh mikroprosesor. Kelompok instruksi adalah komunikasi atau antarmuka antara perangkat keras dan perangkat lunak (program).

4. WORD LENGTH

Word Length atau panjang kata adalah jumlah bit dalam Bus data internal suatu mikroprosesor atau jumlah bit yang dapat diproses oleh suatu mikroprosesor dalam suatu waktu.

5. BUS

BUS adalah seperangkat konduktor yang dimaksudkan untuk mengirimkan data, alamat atau mengontrol informasi ke berbagai elemen dalam mikroprosesor.