1 Pertemuan 01 Pendahuluan Matakuliah: H0162/ Mikroprosesor Tahun: 2006 Versi: 1/0

2 Learning Outcomes Pada akhir pertemuan ini, diharapkan mahasiswa akan mampu: mengidentifikasikan jenis-jenis CPU (C1) mengetahui perkembangan mikroprosesor

3 Outline Materi Jenis-jenis CPU: –General purpose CPU, –Dedicated/Embedded Controller, –I/O Processor, dan –Bit Slice Processor

4

5 Multilevel Architecture Assembly Language Digital Logic Problem-oriented Language OS machine Instruction Set Architecture Microarchitecture Level 5 Level 4 Level 3 Level 2 Level 1 Level 0 Translation (compiler) Translation (assembler) Partial interpretation (OS) Interpretation (microprogram)/Direct exec. Hardware

6 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.

7 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.

8 Early Computers Babbage’s Analytical Engine ENIAC

9 “Bell’s Law” – new class per decade year log (people per computer) streaming information to/from physical world Number Crunching Data Storage productivity interactive Enabled by technological opportunities Smaller, more numerous and more intimately connected Brings in a new kind of application Used in many ways not previously imagined

10 It’s not just about bigger and faster! Complete computing systems can be tiny and cheap System on a chip Resource efficiency –Real-estate, power, pins, …

11 Transistor Pertama Transistor pertama diciptakan pada 23 December oleh n John Bardeen, Walter Brattain dan William Shockley di Bell Laboratories.

12 Chip Pertama 12 September 1958 Jack Kilby membuat IC osilator sederhana 5 komponen yang diintegrasikan

13 Pada 15 November 1971 mikroprosesor 4004 (4-bit) berisi 2300 transistor yang dapat mengolah 4 bit informasi pada kecepatan 0.06 MHz diciptakan Intel 4004 uP pertama

14 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

15 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

16 Sejarah Mikroprosesor uP > 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 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

17

18

19 history.org/exhibits/ microprocessors/ history.org/exhibits/ microprocessors/

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

38 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).integrated circuits1975Advanced Micro Devicesbipolar 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.bit slicing

39 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.Am2901arithmetic-logical unitbit-shifting 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.PDP-11Digital Equipment CorporationALUs

40 Arsitektur Dasar Mikroprosesor

41 5 Komponen Sistem Komputer

42 Typical Personal Computer System

43 Hubungan Hardware, Software dan ISA H/W assembler complier Operating System library ISA S/W Application

44 Chip Manufacturing Process Die cost + Testing cost + Packaging cost Chip cost = Final test yield

45

46

47 Performance Improvements by Advances on Lithography (VLSI) Technology 0.6  m 148 mm² 3.1M Tx  m 90 mm² 3.1M Tx  m 195 mm² 5.5M Tx  m 306 mm² 5.5M Tx 1995

48 Transistors Per Die Trends

49 Great moments in microprocessor history ibm.com/developerworks/library/pa- microhist.html?ca=dgr-mw08MicroHistoryhttp://www- 128.ibm.com/developerworks/library/pa- microhist.html?ca=dgr-mw08MicroHistory micro/hof/index.htm?iid=intelmuseum+ho me_behof& micro/hof/index.htm?iid=intelmuseum+ho me_behof&