Tugas Mikroprosesor Minggu 2

Microprocessor 8086 dan 8088
Putra Andi Pamungkas 28114566 3KB05

Pada tugas ini membahas fungsi pin dari microprocessor
8086 dan 8088 dan akan menjelaskan tentang
Power supply DC, Karakteristik input, Karakteristik
Output, Clock Generator, Clock Generator 8284A,
Operasi 8284A, Bus Buffering dan Latching, Demultiplexing
Bus, Sistem Buffering, Full Buffering, Half
Buffering, Bidirectional Buffering, Unidirectional
Buffering, Latching, Sistem D-Latch. Pertama - tama
Mikroprosessor 8086 dan 8088 merupakan perluasan
dari seri mikroprosessor 8080 dari Intel. Terdapat
sejumlah perubahan dalam 8086 atau 8088, yang
paling jelas ialah kenyataan bahwa komputansi dapat
dilaksanakan dengan memakai data 16-bit, sedangkan
dalam 8080 dilaksanakan dengan memakai data 8-bit.
Selain itu, terdapat sejumlah keuntungan, termasuk
instruksi perkalian dan pembagian, antrian instruksi
untuk memperoleh kecepatan yang lebih tinggi, kemampuan
untuk mengalamati sejumlah byte memori,
register yang lebih umum, dan banyak lagi modus
instruksi dan pengalamatan. Perbedaan pokok antara
8086 dan 8088 terletak pada banyaknya saluran data
yang dikeluarkan ke bus.Chip 8086 memiliki 16 saluran
data pada busnya, dan 8088 hanya memiliki 8. Hal ini
dapat dilihat dari banyaknya saluran AD (alamat/data)
terhadap saluran A (alamat) pada pin-ke luar untuk
setiap chip. Chip 8086 memakai 16 saluran alamt
untuk data, sehingga AD 0 hinggan AD 15 dipakai
untuk alamat dan data sedangkan 8088 hanya memiliki
AD 0 hingga AD 7 untuk data dan memakai A 8
hingga A 19 untuk alamat. Saluran data internal pada
chipnya sama saja dan masing - masing menambahkan,
mengurangkan, mengalikan atau membagi bilangan
biner 16-bit.
1. Pin Out dan Fungsi Pin
Dalam bagian ini akan membahas fungsi dari
setiap pin, Pin Out, Pin Mode Minimum, Pin Mode
Maksimum sehingga dapat diperoleh dasar pemahaman
pada setiap pin dan pada bagian selanjutnya.
1.1. Pin Out
Pada gambar mengilustrasikan pinout dari mikroprosessor
8086 dan 8088. Oleh karena pernyataan
perbandingan yang dekat, maka secara virtual tidak
ada perbedaan antara dua mikroprosessor tersebut :
keduanya dikemas dalam 40 pin dual in line packages
(DIPs). 8086 adalah mikroprosessor 16-bit dengan
data bus 8-bit. (Seperti yang ditunjukkan pinout, 8086
mempunyai hubungan pin AD0 - AD15, dan 8088
mempunyai hubungan pin AD0 - AD7). Oleh sebeb itu
panjang data bus merupakkan satu satunya perbedaan
utama antara dua mikroprosessor tersebut. Namun
ada perbedaan dalama salah satu signal control. 8086
mempunyai oin M/IO, dan 8088 mempunyai pin IO/M.
Satu - satunya perbedaan hardware yang lain muncul
pada pin 34 dari kedua mikroprosessor pada 8088
yaitu pin SSO dan pada 8086 adalah pin BHE/S7. -
AD7 - AD0(8088) adalah Alamat/Data Bus, baris yang
menyusun alamat data bus yang (multiplexed) dari
8088 dan berisi hampir 8 bit dari alamat memori atau
bilangan port I/O ketika ALE aktif(1) atau data ketika
ALE tidak aktif(0).
- A15 - A8(8088) Alamat Bus, bit - bit dimana alamat
(A15 - A8) muncul melalui seluruh bus-cycle. A15
- A8 berjalan ke pernyataan dengan impedansi yang
tinggi ketika muncul pernyataan.
- AD15 - AD8(8086) adalah Alamat/Data Bus : baris
yang mengubah multiplexed alamat data bus dari 8086
dan berisi informasi alamat atau bilangan port I/O
selama ALE (1) atau data ALE tidak aktif (0). Pin
tersebut pergi ke keadaan impedansi yang tinggi selama
memiliki persetujuan. - A19/S6, A18/S5, A17/S4, dan
A16/S3 adalah Alamat/Status, Multiplexed pin yang
berisi alamat bus bit A19 - A16 selama ALE dan untuk
bus cycle yang masih ada, berisis status bit S6 - S3. Pin
tersebut pergi ke arah keadaan impedansi yang tinggi
selama berisi persetujuan. Status bit S6 selalu tetap
logika 0, bit S5, menunjukan kondisi bit flag I, dan
bit S4 dan S3 menunjukan segmen yang dimasukkan
selama current bus cycle.
- RD(Read) : Strobe yang menjadikan logika 0 ketika
data bus berurutan terhadap memori maupun data I/O.
Pin ini akan mengalir selama berisi pesetujuan.
- READY : Pin yang ada pada berlogika level 1
untuk 8086/8088 membuat instruksi tanpa menunggu
pernyataan. Jika pin ini berisi rendah, maka pernyataan
akan disisipkan. READY digunakan untuk interface
memori yang lebih lambat dan komponen disekitarnya
ke 8086/8088.
- INTR(Interrupt Request) : Salah satu dari dua pin
(yang lainnya adalah NMI) yang digunakan untuk
meminta interrupsi hardware. JIka INTR diisi tinggi
ketika I adalah set, maka 8086/8088 akan masuk ke
dalam lingkaran persetujuan interrupsi (INTA menjadi
aktif) setelah instruksi tertentu dibuat secara lengkap.
- Test : Pin yang dicheck oleh instruksi WAIT. Jika
TEST adlah logika 1, maka WAIT akan menunggu
TEST untuk menjadi logika 0.
- NMI(Nonmaskable Interrupt) : input yang menyebabkan
tipe 2 vektor interrupsi yang memanggil pada
bagian akhir instruksi yang ada ketika menjadi aktif.
Input ini merupakan positif-edge (0 ke transaksi 1)
yang digerakkan dan tidak diakibatkan oleh flag bit 1.
- RESET : Pin yang jika berisi tinggi untuk minimum
empat clock/jam, akan mengatur kembali 8086/8088.
jika 8086/8088 diatur kembali, maka akan mulai
pembuatan instruksi pada lokasi memori FFFFOH dan
tidak mungkin interrupsi selanjutnya dengan kejelasan
status bit 1.
- CLK(Clock) : Input yang menyediakan timing pokok
untuk 8086/8088. Input ini mempunyai 33 persen duty
cycle (tinggi sepertiga dari periode jam dan rendah
untuk dua pertiga) untuk menyediakan proper internal
timing untuk 8086/8088.
- Vcc : Vcc +5V, Kurang lebih 10 persen power supply
pin.
- GND(Ground) : Hubungan ground: dua pin, yang
harus dihubungkan.
-MN/MX(Minimum/Maximum Mode) : Pin yang digunakan
untuk memilih operasi mode ketika diletakkan
secara langsung ke ground.
-BHE/S7(Bus HIgh Enable/Status) : Digunakkan untuk
mengaktifkan hampir semua data bus yang penting
selama pembacaan maupun penulisan.
1.2. Pin mode Minimum
Operasi mode minimum dari 8086/8088 diperoleh
dengan menghubungkan MN/MX hubungan pin
secara langsung ke +5V. Jangan hubungkan pin ini ke
+5V melalui resistor penarikan, atau tidak akan bekerja.
1.3. Pin mode Maksimum
Untuk mendapatkan operasi mode maksimum
untuk digunakan dengan coprosessor eksternal,
hubungkan pin MN/MX ke ground.
2. Power Supply DC
Power Supply (pencatu daya) berfungsi untuk
mengubah arus listrik bolak - balik (AC) menjadi arus
listik searah (DC) karena komponen komputer hanya
dapat beroperasi pada arus DC.
2.1. Karakteristik Input
Karakteristik input dari mikroprosessor ini
sesuai untuk semua komponen logika standar
yang ada sekarang ini. Karakteristik ini menyatakan/
menggambarkan level voltage input dan juga
aliran input yang diperlukan untuk pin input pada
kedua mikroprosessor. Level aliran input sangatlah
kecil karena input merupakkan gerbang dari MOSFET
dan hanya menunjukkan aliran yang bocor.
2.2. Karakteristik Output
Karakteristik output berdasarkan logika level
voltage 1 dari 8086/8088 sesuai dengan hampir semua
rumpun logika standart, tetapi logika level 0 tidak.
Sirkuit logika standart mempunyai voltage output 0
logika maksimum dari 0.4 V, dan 8086/8088 mempunyai
maksimum 0,45 V. dengan demikian ada perbedaan
0.05 V. perbedaan ini mengurangi noise/suara imunitas
dari level standart 400mV (0.8 V - 0.45 V) ke 350 mV.
Imunitas noise/suara adalah perbedaan antara voltage
output 0 dan logika level voltage input 0. Hal ini akan
mengurangi akan mengurangi noise imunitas yang
mungkin menyebabkan problem dengan hubungan
yang panjang dan terlalu banyak load pada koneksi.
Oleh karena itu disarankan jangan lebih dari 10 load
dari suatu tipe atau kombinasi yang dihubungkan ke
suatu pin output tanpa buffer. Jika loading tersebut
muncul, noise akan mulai bersuara dalam problem
timing.
3. Clock Generator
Bagian ini memperkenalkan clock generator, signal
RESET, dan signal READY untuk mikroprosessor
8086/8088.
3.1. Generator Clock 8284A
8284 adalah komponen pembantu pada mikroprosessor
8086/8088. Tanpa clock generator, beberapa
sirkuit tambahan diperlukan untuk membuat clock
(CLK) dalam sistem yang berdasarkan 8086/8088.
8284A menyediakan fungsi pokok berikut ini atau signal
clock generation, sinkronisasi RESET, sinkronisasi
READY, dan signal level TTL clock generation.
3.2. Operasi 8284A
Operasi 8284A adalah inspeksi yang dekat dari
gerbang AND menyatakan bahwa ketika F/C adalah
logika 0, ”oscilator output” disetir hingga ke jawaban
dibagi 3. Jika F/C adalah logika 1, maka EFI akan
disetir ke jawaban/counter. Output dari jawaban dibagi
3 akan membuat timing untuk sinkronisasi yang telah
siap, signal untuk jawaban lain (dibagi 2), dan signal
CLK ke mikroprosessor 8086/8088.
4. Bus Buffering dan Latching
Sebelum 8086/8088 dapat digunakan dengan
memori atau interface I/O, multiplexed busnya harus
di(demultiplexed). Bagian ini memebahas detail yang
diperlukan (demultiplex) bus dan mengilustrasikan
bagaimana bus ditahan untuk sistem yang sangat besar
(Karena penyebaran maksimum adalah 10, sistem harus
ditahan jika berisis lebih dari 10 komponen lainnya).
4.1. Demultiplexing Bus
Bus alamat atau data pada 8086/8088 dilakukan
multiplexing (dipakai bersama) untuk memperkecil
jumlah pin yang dibutuhkan untuk IC microprocessor
8086/8088. Karena bus-bus microprocessor 8086/8088
dilakukan multiplexing dan kebanyakan memory dan
peralatan I/O tidak, maka sistem haruslah dilakukan
demultiplexing sebelum pengantarmukaan dengan
memory atau dengan I/O. Proses demultiplexing
dilakukan oleh latch 8-bit yang pulsa clock berasal dari
sinyal ALE.
- Demultiplexed 8086 : Seperti 8088, sistem 8086
memrlukan alamat terpisah, data dan kontrol bus.
Inilah pokoknya yang memebedakan bilangan dari
pin multiplexed. Dalam 8088 hanya AD7 - AD0 dan
A19/S6 - A16/S3 yang dimultiplexed. Dalam 8086,
sebaliknya pin yang dimultiplexed mencakup AD15 -
AD0, A19/S6 - A16/S3, dan BHE/S7, seluruhnya harus
didemultiplexed.
4.2. Sistem Buffering
Jika memori lebih dari 10 unit load dicapai pada
suatu pin bus, maka seluruh sistem 8086 atau 8088
harus ditahan/buffered. Pin demultiplexed telah ditahan
dengan latche 74LS373, yang telah dirancang untuk
mengatur bus dengan kapasitas tinggi yang dijumpai
dalam sistem mikro komputer. Aliran output juga
telah ditingkatkan sehingga unit load TTL yang lebih,
dapat diatur : output logika 0 menyediakan hinggan
32mA alirannya, dan output logika 1 menyediakan
5.2mA. Signal yang telah ditahan semuanya akan
memperkenalkan timing penundaaan pada sistem.
Ini menyebabkan tidak adanya kesulitan kecuali jika
memori atau bagian I/O digunakan yang fungsinya
dekat dengan kecepatan bus maksimum.
4.3. Full Buffering
- 8088 full buffering menggunakan buffer octal
74LS244 menggunakan A15 - A8 yaitu sebagai pin
address, delapan pin data bus D7 - D0 menggunakan
74LS245 octal buffer bus dengan satu tujuan dan
signal kontrol bus, IO/M, RD. dan WR, menggunakan
74LS244. Sistem 8088 yang ditahan secara penuh
memerlukan dua 74LS244 dan satu 74LS245, dan
dua 74LS373. Tujuan dari 74LS245 dikontrol dengan
signal DT/R dan bisa dimungkinkan atau tidak
dimungkinkan dengan signal DEN.
- 8086 full buffering Pin address telah ditahan dengan
latch alamat 74LS373, data busnya menggunakan dua
74LS245 octal buffer bus dengan satu tujuan dan signal
kontrol bus, M/IO, RD, dan WR, menggunakan buffer
74LS244. Sistem 8086 yang ditahan secara penuh
memrlukan satu 74LS244, dua 74LS245, dan tiga
74LS373. 8086 memerlukan satu buffer lebih banyak
daripada 8088 karena delapan data bus ekstra yang
menghubungkan D15 - D0. 8086 ini juga mempunyai
signal BHE yang ditahan untuk seleksi memori-bank.
4.4. Half Buffering
Seperti namanya yaitu half buffering ini hanya
menahan setengah dari jumlah pin yang digunakan
pada full buffering.
4.5. Bidirectional Buffering
Bidirectional buffering adalah penyangga dua
arah yang dibentuk dari dua buffer tri-keadaan yang
dihubungkan masukan dan keluarannya dan dengan
satu inverter yang dihubungkan di antara kedua saluran
enable yang akan menjamin bahwa pada setiap saat
hanya satu enable saja yang bekerja. Buffer atau
penyangga merupakan rangkaian logika untuk memperkuat
sinyal.
4.6. Unidirectional Buffering
Unidirectional buffering adalah kebalikan dari
bidirectional buffering yaitu dimana signal hanya
berjalan satu arah dari input ke output, tetapi dalam
penggunaan unidirectional buffering lebih sering
digunakan untuk menghubungkan address bus dengan
CPU.
4.7. Latching
Latching merupakan piranti yang mampu menyimpan
keadaan logika. Pada prinsipnya latch dibentuk dari
sekumpulan flip- flop. Latch atau gerendel memiliki
sekumpulan penyemat masukan, penyemat keluaran
dan serta penyemat kendali. Latch banyak digunakan
pada bus searah yang menyalurkan sinyal sesuai dengan
kondisi sinyal kendali.
4.8. Sistem D-Latch
Sistem D-Latch kurang lebih sama seperti D
flip-flop yang juga meerupakan pengembangan dari RS
flip-flop, pada D flip-flop ini kondisi output terlarang
(tidak tentu) tidak lagi terjadi. D flip-flop merupakan
dasar dari rangkaian utama sebuah memori penyimpanan
data digital. Input atau masukan pasa RS
flip-flop adalah 2 buah yaitu R (reset) dan S (S), kedua
input tersebut dimodifikasi sehingga pada Data flip-flop
menjadi 1 buah input saja yaitu input atau masukan
D (data) saja. Model modifikasi RS flip-flop menjadi
D flip-flop adalah dengan penambahan gerbang
NOT (inverter) dari input S ke input R pada RS flip-flop.