9 BAB 2 Landasan Teori 2.1 Teori-Teori Dasar/Umum Dalam rangkaian digital, terdapat tiga macam elemen yang digunakan, diantaranya adalah: Memory, Microprocessor, dan Perangkat Logika. Memory merupakan perangkat penyimpanan informasi yang dapat berupa isi dari spreadsheet dan database. Microprocessor merupakan otak dari perangkat elektronika yang dapat menjalankan sebuah program di dalamnya. Perangkat Logika merupakan penyedia fungsi-fungsi yang spesifik, seperti interface dari satu perangkat ke perangkat yang lain, komunikasi data, pemrosesan sinyal, display data, waktu dan pengontrolan operasi, dan hampir seluruh fungsi lain yang harus dijalankan . Programable Logic Device (PLD) merupakan komponen elektronika yang dapat digunakan untuk membangun rangkaian digital sesuai dengan keinginan perancang. PLD menghubungankan beberapa gerbang logika yang diatur oleh perancang hardware . Pemrograman logika berarti bahwa design chip baru dapat dicoba dan dapat digunakan dengan mudah diubah–ubah tanpa membutuhkan biaya untuk penyelesaian chip dalam pabrik semikonduktor. Dengan demikian , memory yang berdasarkan PLD bisa diprogram berulang, yang memungkinkan produk dapat dikembangkan oleh pengguna, bukan hanya oleh pabrik.
23
Embed
BAB 2 Landasan Teori - thesis.binus.ac.idthesis.binus.ac.id/Asli/Bab2/2011-2-00661- SK Bab 2.pdf · 15 dengan rangkaian diskrit adalah biayanya pembuatannya yang lebih rendah dan
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
9
BAB 2
Landasan Teori
2.1 Teori-Teori Dasar/Umum Dalam rangkaian digital, terdapat tiga macam elemen yang digunakan,
diantaranya adalah: Memory, Microprocessor, dan Perangkat Logika.
Memory merupakan perangkat penyimpanan informasi yang dapat berupa
isi dari spreadsheet dan database. Microprocessor merupakan otak dari
perangkat elektronika yang dapat menjalankan sebuah program di dalamnya.
Perangkat Logika merupakan penyedia fungsi-fungsi yang spesifik, seperti
interface dari satu perangkat ke perangkat yang lain, komunikasi data,
pemrosesan sinyal, display data, waktu dan pengontrolan operasi, dan hampir
seluruh fungsi lain yang harus dijalankan . Programable Logic Device (PLD)
merupakan komponen elektronika yang dapat digunakan untuk membangun
rangkaian digital sesuai dengan keinginan perancang. PLD menghubungankan
beberapa gerbang logika yang diatur oleh perancang hardware . Pemrograman
logika berarti bahwa design chip baru dapat dicoba dan dapat digunakan dengan
mudah diubah–ubah tanpa membutuhkan biaya untuk penyelesaian chip dalam
pabrik semikonduktor. Dengan demikian , memory yang berdasarkan PLD bisa
diprogram berulang, yang memungkinkan produk dapat dikembangkan oleh
pengguna, bukan hanya oleh pabrik.
10
Berdasarkan jumlah gerbang logika yang dimiliki oleh PLD dapat dibagi
atas 3 macam yaitu:
1. Simple Programmable Logic Device (SPLD).
2. Complex Programmable Logic Device (CPLD).
3. Field Programmable Gate Array (FPGA).
2.1.1 Simple Programmable Logic Device (SPLD)
SPLD merupakan alat dengan gerbang AND yang dihubungkan dengan
gerbang OR atau gerbang lain yang sejenis. Gerbang–gerbang ini dapat diatur
sedemikian rupa oleh pemakai. SPLD dapat diprogram dengan fussible link,
EPROM , EEPROM, atau flash.
• Fusible link merupakan bagian dari Overcurrent Protection
Device (OCPD) yang terdiri dari kawat logam yang akan meleleh
ketika dipanaskan oleh suatu arus eletrik.
• Antifuse merupakan kebalikan dari fusible link.
• Erasable Programmable Read – Only Memory (EPROM)
merupakan suatu jenis chip memory komputer yang dapat
mempertahankan data ketika tegangan terputus dan data hanya
dapat dihapus menggunakan sinar ultraviolet.
11
• Electrically Erasable Programmable Read – Only Memory
(EEPROM) merupakan chip memory komputer yang dapat
mempertahankan data ketika tegangan terputus dan data dapat
dihapus secara elektrik.
• Flash merupakan memory komputer yang dapat mempertahankan
data ketika tegangan terputus serta dapat menghapus dan
menyimpan data secara elektrik.
2.1.2 Complex Programmable Logic Device (CPLD)
CPLD dibuat pertama kali oleh Ross Freeman pada pertengahan tahun
1980 dan Field Programmable Gate Array (FPGA) dibuat pertama kali pada
tahun 1984. CPLD adalah gabungan dari beberapa SPLD yang dihubungkan oleh
Programmable Switching Matrix. Jadi CPLD merupakan sebuah Prorammable
Logic Device dengan kompleksitas antara Programmable Array Logic (PAL) dan
FPGA.
2.1.3 Gerbang logika
Dalam dunia elektronik digital, terdapat komponen yang dapat
melakukan penentuan logika dari input yang diberikan. Komponen-komponen
tersebut disebut gerbang logika.
12
Tiap-tiap gerbang logika memiliki karakteristik sendiri-sendiri dalam
pemrosesan logika yang ada. Gerbang logika tersebut adalah gerbang AND, OR,
NOT, NAND, NOR, XOR, dan XNOR. Gerbang logika terutama
diimplementasikan secara elektronik menggunakan dioda atau transistor, akan
tetapi dapat pula dibangun menggunakan susunan komponen-komponen yang
memanfaatkan sifat-sifat elektromagnetik (relay), cairan, optik dan bahkan
mekanik.
Nama Gerbang Tabel kebenaran
Gerbang AND
A B Y
0
0
1
1
0
1
0
1
0
0
0
1
Gerbang OR
A B Y
0
0
1
1
0
1
0
1
0
1
1
1
Gerbang NOT
A Y
0
1
1
0
Gerbang NAND A B Y
13
0
0
1
1
0
1
0
1
1
1
1
0
Gerbang NOR
A B Y
0
0
1
1
0
1
0
1
1
0
0
0
Gerbang XOR
A B Y
0
0
1
1
0
1
0
1
0
1
1
0
Gerbang XNOR
A B Y
0
0
1
1
0
1
0
1
1
0
0
1
Tabel 2.1 Daftar Gerbang Logika
14
2.1.4 Integrated Circuit (IC)
Integrated Circuit (IC) atau Sirkuit Terpadu adalah komponen yang
terdiri dari resistor,transistor, dan lain-lain dalam satu kemasan yang terpadu. IC
adalah komponen utama pada peralatan elektronika saat ini. Pada komputer, IC
yang dipakai adalah mikroprosesor. Di dalam mikroprosesor Pentium 4
misalnya, terdapat lebih dari 16 juta transistor belum termasuk komponen
lainnya. Ukuran fabrikasi mikroprosesor saat ini menggunakan teknologi nano,
yang artinya tiap komponen yang terdapat di dalam IC mikroprosesor tersebut
berukuran sekian nanometer.
Hanya setengah abad setelah penemuannya, IC telah digunakan dimana-
mana. IC digunakan pada Komputer, telepon selular, dan peralatan digital
lainnya yang merupakan bagian penting dari masyarakat modern. Contohnya,
sistem transportasi, internet, dll tergantung dari keberadaan alat ini. Banyak
orang percaya bahwa revolusi digital yang dibawa oleh sirkuit terpadu
merupakan salah satu kejadian penting dalam sejarah umat manusia.
Sebuah IC hybrid adalah terdiri dari komponen aktif dan pasif yang
terikat dan saling berhubungan pada sebuah subtrat atau papan rangkaian. IC
merupakan hasil dari banyak penemuan pada bidang perangkat semikonduktor.
Saat ini IC dibuat dengan intergrasi yang sangat tinggi sekali dan dapat
diproduksi secara masal. Produksi masal dari IC memungkinkan IC diadopsi
sebagai standar dibandingkan transistor diskrit. Dua keunggulan IC dibandingkan
15
dengan rangkaian diskrit adalah biayanya pembuatannya yang lebih rendah dan
performanya yang lebih baik. Biaya yang lebih murah ini dikarenakan seluruh
komponennya dicetak secara masal sekaligus bukannya satu per satu pada setiap
saat. Selain itu lebih sedikit bahan yang digunakan pada pembuatan IC
dibandingkan rangkaian diskrit karena ukuran fabrikasi IC yang sangat kecil.
Performa yang tinggi karena komponen yang digunakan bekerja sangat cepat
karena setiap komponennya kecil dan saling berdekatan dan menggunakan
sedikit sekali daya dibandingkan rangkaian diskrit.
2.1.5 Komputer
Komputer secara umum adalah sebuah perangkat berfungsi sebagai alat
untuk melakukan perhitungan baik secara digital atau analog, yang terdiri dari
bagian input, proses, dan output.
Input berfungsi sebagai perangkat yang menerima masukan yang akan
digunakan komputer untuk bekerja. Proses adalah perangkat yang akan
memroses masukan yang ada dan diterima oleh komputer sesuai dengan
kebutuhan proses yang telah ditentukan atau terprogram. Sedangkan, output
adalah perangkat yang berfungsi memberikan hasil keluaran dari proses yang
telah dilakukan.
Komputer ada dua macam, komputer analog dan digital. Komputer
analog bekerja dengan prinsip kerja analog sedangkan komputer digital akan
16
bekerja dengan prinsip kerja digital. Keduanya sangatlah berbeda dari bentuk dan
cara kerjanya secara menyeluruh.
Komputer analog menggunakan IC analog. Sebagian besar komputer
analog menggunakan Op-Amp sebagai komponen utamanya. Sedangkan
Komputer digital mengunakan komponen-komponen digital sebagai
penyusunnya. Komponen tersebut dapat berupa mikroprosesor maupun
mikrokontroler. Kedua komponen tersebut berfungsi sebagai bagian utama dari
komputer digital.
Sejarah pertama komputer digital bermula saat dirancangnya sebuah
komputer digital pertama yang disebut dengan nama ENIAC.
Gambar 2.1 ENIAC
17
Komputer digital pertama tersebut diciptakan dengan ukuran dan biaya
yang besar, diperuntukan sebagian besar mengerjakan perhitungan ilmiah.
ENIAC, komputer yang semula didesain untuk memperhitungkan tabel ilmu
balistik untuk persenjataan (artileri), menghitung kerapatan penampang neutron
untuk melihat jika bom hidrogen akan bekerja dengan semestinya (perhitungan
ini, yang dilakukan pada Desember 1945 sampai Januari 1946 dan melibatkan
data dalam lebih dari satu juta kartu punch, memperlihatkan bentuk terdahulu di
bawah pertimbangan akan gagal). CSIR Mk I, komputer pertama Australia,
mengevaluasi pola curah hujan untuk tempat penampungan dari Snowy
Mountains, suatu proyek pembangkitan hidroelektrik besar. Yang lainnya juga
dipakai dalam kriptanalisis, misalnya komputer elektronik digital yang pertama
Colossus, dibuat selama Perang Dunia II, akan tetapi visionaris awal juga
menyangka bahwa pemrograman itu akan mempunyai kemampuan bermain
catur, memindahkan gambar dan penggunaan lain.
Orang-orang di pemerintah dan perusahaan besar juga memakai
komputer untuk mengotomatisasikan banyak koleksi data dan mengerjakan tugas
yang sebelumnya dikerjakan oleh manusia misalnya, memelihara dan
memperbarui rekening dan inventaris. Dalam bidang pendidikan, ilmuwan di
berbagai bidang mulai memakai komputer untuk analisa mereka sendiri.
Penurunan harga komputer membuat alat tersebut dapat dipakai oleh organisasi
yang lebih kecil. Bisnis, organisasi, dan pemerintah sering menggunakan sangat
banyak komputer kecil untuk menyelesaikan tugas yang dulunya dilakukan oleh
18
komputer mainframe kerangka utama yang mahal dan besar. Kumpulan
komputer yang lebih kecil di satu lokasi disebut ke sebagai client server.
Dengan penemuan mikroprosesor di tahun 1970-an, sehingga mungkin
menghasilkan komputer yang sangat murah. PC menjadi populer untuk banyak
tugas, termasuk menyimpan buku, menulis dan mencetak dokumen. Perhitungan
meramalkan antara lain matematika dengan spreadsheet, berhubungan dengan e-
pos dan, Internet. Namun, ketersediaan luas komputer dan mudah dikostumisasi
sudah membuat alat tersebut dipakai untuk berbagai fungsi.
Gambar 2.2 Komputer Handled
Secara umum saat ini yang lebih banyak digunakan adalah komputer
digital karena lebih mudah untuk digunakan dan dimanipulasi, serta dapat
menghasilkan berbagai macam perangkat digital yang memiliki banyak fungsi.
19
2.1.6 Mikroprosesor
Mikroprosesor adalah sebuah komponen utama yang berfungsi untuk
melakukan perhitungan dan pengolahan dasar dari perangkat digital yang ada.
Saat ini mikroprosesor sudah diproduksi secara masal sesuai dengan masing-
masing kegunaan dan kebutuhan.
Sebelum berkembangnya mikroprosesor, CPU elektronik terbuat dari