Konsep Dasar Arsitektur Mikrokontroler dan Perbedaan antara RISC vs CISC, Mikrokontroler adalah sebuah perangkat elektronik yang terdiri dari unit pemrosesan (CPU), memori, dan berbagai komponen lainnya yang dikemas dalam satu chip. Arsitektur mikrokontroler mencerminkan desain internal CPU dan organisasi memori yang digunakan untuk menjalankan program.
Konsep Dasar Arsitektur Mikrokontroler
1. Central Processing Unit (CPU)
– Bagian inti dari mikrokontroler yang bertanggung jawab atas eksekusi instruksi.
– CPU terdiri dari unit kontrol (control unit) dan unit aritmetika-logika (ALU).
2. Memori
– Terdapat dua jenis memori utama pada mikrokontroller: ROM (Read-Only Memory) dan RAM (Random Access Memory).
– ROM menyimpan program atau kode instruksi yang tidak dapat diubah oleh pengguna.
– RAM digunakan untuk penyimpanan data sementara selama operasi.
3. Input/Output Interfaces
– Interface ini menghubungkan mikrokontrolller dengan dunia luar melalui sensor, aktuator, atau perangkat input/output lainnya seperti keyboard, layar LCD, motor servo, dll.
4. Timer/Counter
– Digunakan untuk memberikan fungsi waktu tertentu atau tugas penghitungan dalam aplikasi seperti sistem kontrol suhu atau kendali motor.
5. Komunikasi Serial
– Biasanya ada modul serial seperti UART (Universal Asynchronous Receiver-Transmitter), SPI (Serial Peripheral Interface), I2C(Integrated Circuit Intercommunication), dsb., yang memungkinkan komunikasi dengan perangkat eksternal seperti sensor, modul RF, atau komponen lainnya.
Perbedaan antara RISC dan CISC
RISC (Reduced Instruction Set Computer) dan CISC (Complex Instruction Set Computer) adalah dua arsitektur instruksi utama yang digunakan dalam desain mikrokontroller. Berikut adalah perbedaannya:
1. Kompleksitas Instruksi
– CISC memiliki instruksi kompleks yang dapat melakukan beberapa operasi pada satu siklus instruksi.
– RISC menggunakan set instruksi yang lebih sederhana dan konsisten dengan satu tugas dasar per siklus instruksi.
2. Jumlah Instruksi
– CISC memiliki jumlah instruksi yang besar dan beragam untuk mendukung berbagai jenis operasi.
– RISC memiliki jumlah instruksi terbatas tetapi efisien dalam hal penggunaan sumber daya.
3. Ukuran Program
– Karena jumlah instruksinya lebih sedikit, program dalam arsitektur RISC cenderung lebih pendek dibandingkan dengan program dalam arsitektur CISC.
4. Kecepatan Eksekusi
– Dalam banyak kasus, CPU dengan arsitektur RISC cenderung menjalankan program secara lebih cepat karena setiap instruksinya dieksekusi dalam waktu singkat.
– Namun, ini tidak selalu menjadi kebenaran mutlak karena faktor-faktor seperti frekuensi clock CPU juga mempengaruhi kecepatan eksekusi program.
5. Efisiensi Energi
– Arsitektur RISC umumnya lebih efisien dalam hal penggunaan energi karena instruksi yang lebih sederhana mengurangi konsumsi daya.
– Arsitektur CISC cenderung memiliki konsumsi daya yang lebih tinggi karena kompleksitas dan variasi instruksi.
Pilihan antara RISC dan CISC tergantung pada kebutuhan aplikasi spesifik. Jika program memerlukan banyak operasi kompleks, arsitektur CISC mungkin menjadi pilihan yang tepat. Namun, jika program membutuhkan eksekusi cepat dan efisiensi energi, arsitektur RISC dapat menjadi alternatif yang baik.
