Matakuliah
Tahun
Versi
: H0162/ Mikroprosesor
: 2006
: 1/0
Pertemuan 01
Pendahuluan
1
Learning Outcomes
Pada akhir pertemuan ini, diharapkan
mahasiswa akan mampu:
• mengidentifikasikan jenis-jenis CPU (C1)
• mengetahui perkembangan mikroprosesor
2
Outline Materi
• Jenis-jenis CPU:
– General purpose CPU,
– Dedicated/Embedded Controller,
– I/O Processor, dan
– Bit Slice Processor
3
4
Multilevel Architecture
Level 5
Problem-oriented Language
Translation (compiler)
Level 4
Assembly Language
Translation (assembler)
Level 3
OS machine
Partial interpretation (OS)
Level 2
Instruction Set Architecture
Interpretation (microprogram)/Direct exec.
Level 1
Microarchitecture
Hardware
Level 0
Digital Logic
5
Central Processing Unit (CPU)
• Central Procesing Unit atau CPU mengontrol
operasi dari sebuah komputer. Dalam sebuah
mikrokomputer, yang disebut CPU adalah
mikroprosesor.
• Peng-kategori-an mikroprosesor biasanya
dilakukan dengan banyaknya bit yang dapat
dikerjakan oleh ALU (Arithmetic Logic Unit) pada
satu satuan waktu. Dengan kata lain, sebuah
mikroprosesor dengan 4-bit ALU akan dianggap
sebagai mikroprosesor 4-bit.
6
General Purpose CPU
• Salah satu arah dari evolusi mikroprosesor
adalah pada General Purpose CPU atau
CPU serba guna, CPU tipe ini adalah
mikrokomputer dengan semua
kemampuan dari mini-komputer terdahulu.
7
Early Computers
Babbage’s
Analytical
Engine
ENIAC
8
log (people per computer)
“Bell’s Law” – new class per
decade
Number Crunching
Data Storage
productivity
interactive
• Enabled by technological opportunities
streaming
information
to/from physical
world
year
• Smaller, more numerous and more intimately connected
• Brings in a new kind of application
• Used in many ways not previously imagined
9
• Complete computing systems can be tiny and
cheap
• System on a chip
• Resource efficiency
– Real-estate, power, pins, …
It’s not just about bigger and
faster!
10
Transistor Pertama
Transistor pertama
diciptakan pada 23
December 23 1947 oleh n
John Bardeen, Walter
Brattain dan William
Shockley di Bell
Laboratories.
11
Chip Pertama
12 September 1958
Jack Kilby membuat IC
osilator sederhana 5
komponen yang
diintegrasikan
12
Intel 4004 uP pertama
• Pada 15 November
1971 mikroprosesor
4004 (4-bit) berisi
2300 transistor yang
dapat mengolah 4
bit informasi pada
kecepatan 0.06 MHz
diciptakan
13
Intel 4004 uP pertama
• Awalnya 4004 digunakan untuk
kalkulator sientifik merek Busicom,
kemudian insinyur Intel menyadari
bahwa rancangan chip tersebut bisa
digunakan untuk beberapa tujuan
(Multi-purpose), sehingga terlahirlah
mikroprosesor pertama
• http://id.wikipedia.org/wiki/Intel_4004
14
Sejarah Mikroprosesor
• Tahun 70-an LSI pertama dengan CPU dari intel 
mikroprosessor (uP) Mikroprosesor 4 bit pertama dari
Intel 4004 lalu 4040
– Mikroprosesor 8 bit 8008 (tahun 1970)
– 8080 (tahun 1973)
– 8085
• Zylog mengluarkan 8 bit mikroprosesor Z-80 lebih baik
dari 8080
• Tahun 1978 Intel mengeluarkan uP 16 bit 8086 memiliki
kelebihan: instruksi transfer data lebih luas dapat
melakukan operasi aritmetik seperti penjumlahan
pengurangan perkalian pembagian mampu menangani
memori 1 Mbyte dengan 20 bit saluran address (bus)
dan 16 bit saluran data secara multipleks
15
Sejarah Mikroprosesor
• uP 8088 -> 16 bit dengan saluran data 8
bit (dibuat untuk memenuhi pasar yang
masih banyak menggunakan saluran data
8 bit)
• Tahun 1985 uP berkembang menjadi Intel
80186 dan 80286, lebih banyak intruksi
dan dapat mengakses memori lebih besar
• Tahun 1981 IBM mebuat mikrokomputer
dengan Intel 8088 sebagai CPU
• Tahun 1985 uP Intel 32 bit 80386
16
17
18
•
http://www.computer
history.org/exhibits/
microprocessors/
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
Am 2900 BitSlice Processor
• Am2900 is a family integrated circuits (ICs) created
in 1975 by Advanced Micro Devices (AMD). They
were constructed with bipolar devices, in a bit-slice
topology, and were designed to be used as modular
components each representing a different aspect of
a computer control unit (CCU).
• By using a bit slicing technique, Am2900 family was
able to implement a CCU with data, addresses, and
instructions to be any multiple of 4-bits by
multiplying the number of ICs. One major problem
with this modular technique was it required a larger
amount of ICs to implement what could be done on
a single CPU IC.
38
Am 2900 BitSlice Processor
• The Am2901 chip was the arithmetic-logical unit
(ALU), and the "core" of the series. It could count
using 4 bits and implement binary operations as
well as various bit-shifting operations.
• The most notable use of the Am2900 family is
probably the PDP-11 of the Digital Equipment
Corporation, which obtained 16 bit word width
using four Am2901 ALUs in parallel.
39
Arsitektur Dasar Mikroprosesor
40
5 Komponen Sistem Komputer
41
Typical Personal Computer System
42
Hubungan Hardware, Software dan ISA
Application
library
S/W
Operating System
complier
assembler
ISA
H/W
43
Chip Manufacturing Process
Die cost + Testing cost + Packaging cost
44
Chip cost =
Final test yield
45
46
Performance Improvements by Advances on
Lithography (VLSI) Technology
0.35 m
195 mm²
5.5M Tx
1997
0.6 m
306 mm²
5.5M Tx
1995
0.6 m
148 mm²
3.1M Tx
1994
0.35 m
90 mm²
3.1M Tx
1996
47
Transistors Per Die Trends
48
• Great moments in microprocessor history
• http://www128.ibm.com/developerworks/library/pamicrohist.html?ca=dgr-mw08MicroHistory
• http://www.intel.com/museum/online/hist_
micro/hof/index.htm?iid=intelmuseum+ho
me_behof&
49