PERANCANGAN SISTEM

 Mikroprosesor sebagai suatu sistim arsitekturnya dapat digambarkan seperti gambar berikut. Masing-masing komponen dari sistim dihubungkan satu sama lain melalui tiga saluran bus.

Pengembangan sistim mikroprosesor membutuhkan adanya dua perangkat pembentuk sistim mikroprosesor yaitu perangkat keras dan perangkat lunak. Sebagai suatu sistim perangkat keras dan perangkat lunak sama-sama pentingnya. Dalam perencanaan dan pengembangan sistim kedua perangkat ini harus dirancang dan dikembangkan secara bersama-sama.

Perancangan perangkat keras terdiri dari perencanaan penggunaan bus data dan perencanaan penggunaan sistim bus alamat. Untuk perancangan penggunaan sistim bus data sangat mudah karena semua jalur bus data mikroprosesor dapat dihubungkan langsung dengan bus data memori dan bus data I/O jika semua komponen pembangun sistim mempunyai luasan bus data yang sama. Yang harus diperhatikan adalah jumlah memori dan jumlah I/O yang diinstalasikan jangan sampai melebihi kemampuan Fan Out (jumlah gerbang yang dapat ditangani) dari data bus Mikroprosesor yang digunakan. Jika melebihi maka harus dikuatkan menggunakan buffer. Pengawatan rancangan sistim bus alamat dan bus kendali sedikit lebih sukar. Kendati demikian pemahaman akan fungsi bus secara keseluruhan akan membantu mudahnya perakitan mikroprosesor. Untuk mempermudah Untuk mempermudah pengawatan bus alamat dan bus kendali diperlukan beberapa langkah yaitu: 1. Pembuatan Peta Memori 2. Pembuatan Peta I/O 3. Daftar Memori 4. Daftar Port I/O 5. Dekoder Alamat

•  Pembuatan peta memori

Peta memori adalah suatu peta yang menunjukkan lokasi alamat suatu unit memori. Peta ini sangat penting artinya bagi CPU dalam mengenali lokasi-Iokasi suatu unit memori. • Dirancang sistem minimum yang menggunakan 2 RAM dan 1 ROM yaitu RAM6116 (2KB) dan RAM 6264 (8 KB) dan ROM 27128 (16KB) • Untuk dapat mengakses address dari RAM-0 6116 (2KB) menggunakan pin A0 sampai dengan pin A10 • Untuk RAM-1 6264 (8 KB) menggunakan pin A0 s/d A12 • Untuk ROM27128 (16KB) menggunakan pin A0 s/d A13.

Peta memori menunjukkan : a. Bagian dari memori yang dapat digunakan untuk program b. Bagian memori Read Only c. Bagian memori Read Write d. Program pengendalian sistim e. Tempat dimana memori diinstalasi f. Daftar alamat piranti memori g. Daerah memori yang masih kosong (jika ada). Pemetaan memori menunjukkan rancangan penempatan memori RWM dan ROM sesuai dengan alamat yang dikehendaki. Satu chip merupakan satu blok memori. Satu blok satu chip memori menempati lokasi alamat berurutan. Khusus untuk ROM program monitor harus diletakkan pada alamat sesuai dengan arah vector reset dari CPU.

Kapasitas sebuah chip memori ditentukan oleh jumlah bit addres bus. Kapasistas sebuah chip memori berdasarkan jumlah addres bus adalah sebagai berikut:

 Luasan daerah alamat suatu memori menentukan kapasitas memorinya. EPROM2532 berada pada alamat 0000h – 0FFFh memiliki kapasitas 4 Kbyte. Kapasitas ini dicari dengan mengurangkan bit alamat akhir terhadap bit alamat awal. Kemudian dihitung jumlah bit (n) yang menunjukkan angka biner 1. Kapasitas memori suatu memori sama dengan dua pangkat n.

Pada gambar terlihat disebelah kiri peta ada angka-angka yang menunjukkan alamat memori. EPROM2532 berada pada alamat 0000h -0FFFh. RAM 6116 berada pada alamat 1800h - 1FFFh. EPROM 2732 berada pada alamat 2000h - 2FFFh.

•  Pembuatan peta input output

Peta I/O menunjukkan jumlah, jenis I/O, dan alamat I/O yang diinstalasikan dalam sebuah sistim mikroprosesor. Peta I/O sangat membantu dalam pengembangan program khususnya dalam membangun proses dan akses I/O.

Dirancang sistem minimum yang menggunakan 4 komponen I-O yaitu PPI-0 8255 dan PPI-1 8255, PIT 8253 serta PIC 8259. Untuk PPI 8255 masing-masing membutuhkan 4 kombinasi address (A1 A0 yaitu 0 s/d 3 Byte), PIT 8253 membutuhkan 4 kombinasi address yaitu A1A0 serta PIC 8259 membutuhkan 2 kombinasi address yaitu A0.

• Pemilihan chip komponen

Masing-masing komponen pada sistim mikroprosesor biasanya dilengkapi minimal dengan satu pin untuk pemilihan chip. Pin ini biasanya disebut chip select (CS) atau juga dikenal dengan chip enable (CE). CS (tanpa tanda slash ) artinya sebuah chip akan aktif jika pin itu berlogika tinggi (1). Sedangkan CS (dengan tanda slash) menunjukkan sebuah chip akan berkeadaan aktif apabila pada pin CS diberi keadaan logika rendah (0).

• Pembufferan bus

Tiap masukan sebuah alat merupakan beban pada keluaran yang menggerakkannya. Sebagian besar komponen menggerakkan mulai dari satu sampai dua puluh komponen lainnya. Setiap komponen harus diperiksa karakteristik penggerakan serta pembebanan masukan keluarannya. Bus mikroprosesor harus berhubungan dengan setiap chip masukan keluaran peripheral dan memori sistim. Semua mikroprosesor MOS kurang kemampuan penggerakkan keluarannya yang diperlukan dalam sistim besar. Karena itu dipakai buffer atau penggerak untuk menaikkan daya penggerakan bus. Ada pengirim bus untuk menggerakkan bus dan ada penerima bus untuk menerima bus dan menggerakkan rnikroprosesor.

Pada gambar pembufferan saluran alamat dan saluran pengendali diatas, melukiskan penggunaan pengirim untuk pembufferan bus pengendali dan bus alamat. Saluran-saluran pada bus pengendali bersifat satu arah.

Pada gambar diatas ditunjukkan cara pembufferan bus data. Data harus lewat pada dua arah, jadi dipakai baik sebagai pengirim maupun sebagai penerima.

• Menghubungkan memori input dan output

Sebagai bagian dari suatu sistim mikroprosesor, memori dan I/O merupakan komponen pokok. Perakitan memori dan I/O mengacu pada rancangan sistim berupa pengembangan peta memori dan peta I/O. Dirancang sistem minimum yangmenggunakan 2 RAM dan 1 ROMyaitu RAM 6116 (2KB) dan RAM 6264 (8 KB) dan ROM 27128 (16KB) serta 4 komponen I-O yaitu PPI-0 8255 dan PPI-1 8255, PIT 8253 serta PIC 8259 •Untuk dapat mengakses addressmemori dari RAM-0 6116 (2KB) menggunakan pin A0 sampai dengan pin A10 • RAM-1 6264 (8 KB) menggunakan pin A0 s/d A12 • untuk ROM27128 (16KB) menggunakan pin A0 s/d A13. • untuk mengakses address I-O dari PPI-0 8255 (4 B), PPI-1 8255 (4 B), PIT 8253 (4 B) menggunakan pin A1A0 dan PIC 8259 (2 B) menggunakan pin A0

Dalam membedakan alamat dari 3 komponen memori dan 4 komponen I-O tersebut dapat menggunakan address A14 s/d A19. • Untuk RAM-0 semua berlogika 0 (A14 s/d A19), • RAM-1 hanya A17 yang berlogika 1 dan selain itu berlogika 0 (A14 s/d A19), • ROM semua berlogika 1 (A14 s/d A19), • PPI-0 hanya A16 yang berlogika 1 dan selain itu berlogika 0 (A14 s/d A19), • PPI-1 hanya A17A16 yang berlogika 1 dan selain itu berlogika 0 (A14 s/d A19), • PIT hanya A18 yang berlogika 1 dan selain itu berlogika 0 (A14 s/d A19), • PIC hanya A18A16 yang berlogika 1 dan selain itu berlogika 0 (A14 s/d A19).

Tabel a. kebenaran peta memori input output