Rabu, 18 Januari 2012

uts mikroprosessor

1.a.Fungsi dari processor :

- Mengambil instruksi dan data dari memori (Fetching)
- Memindah data dari dan ke memori.
- Mengirim sinyal kendali dan melayani sinyal interupsi.
- Menyediakan pewaktuan untuk siklus kerja sistem mikroprosesor(Clocking).
- Mengerjakan fungsi – fungsi operasi logika dan aritmetika.

b.contoh alat-alat yang menggunakan processor :






gb.mesin untuk timbang berat sachet ( checkweigher )




gb. mesin untuk pack sachet ( rovema )




gb. mesin cuci digital





gb. komputer





2. Blok Diagram Cara Kerja Prosessor

a. Unit Pemroses Pusat (CPU : Central Processing Unit)
Mikroprosesor berfungsi sebagai unit yang mengendalikan seluruh kerja system mikroprosesor. Fungsi – fungsi mikroprosesor adalah sebagai berikut :
  - Mengambil instruksi dan data dari memori.
  - Memindah data dari dan ke memori.
  - Mengirim sinyal kendali dan melayani sinyal interupsi.
  - menyediakan pewaktuan untuk siklus kerja sistem mikroprosesor.
  - Mengerjakan fungsi – fungsi operasi logika dan aritmetika.
Dalam pelaksanaan fungsi – fungsi tersebut, bagian – bagian mikroprosesor yang mengerjakan adalah :        Pengendalian dan Pewaktuan (control and Timing), ALU (Arithmetic and Logical Unit) dan Register.
  •        Pewaktuan dan Pengendalian
Bagian pewaktuan dan pengendalian memiliki fungsi utama untuk mengambil dan mendekodekan instruksi dari memori program dan membangkitkan sinyal kendali yang diperlukan oleh bagian lain dari mikroprosesor untuk melaksanakan instruksi tersebut. Pada bagian pengendalian mengirimkan sinyal kendali eksternal untuk dikirim ke elemen system mikroprosesor yang lain. Bagian pengendalian juga berfungsi untuk menerima sinyal kendali dari elemen lain dalam sistem mikroprosesor.
  • ALU (Arithmetic Logical Unit)
Bagian mikroprosesor yang berfungsi mengerjakan perintah – perintah logika dan operasi aritmetika adalah ALU. Instruksi dalam operasi ini melibatkan satu atau dua operand. Operasi ALU menghasilkan juga sinyal status yang dikirim ke register, yaitu sinyal untuk mengubah status bit – bit flag sesuai hasil operasi suatu instruksi.
  •  Register
Fungsi register digunakan untuk menyimpan data, alamat, kode instruksi dan bit status berbagai operasi mikroprosesor. Prinsip dari register – register pada berbagai mikroprosesor adalah sama, namun memiliki perbedaan dalam struktur registernya.
b. Memori
Setiap sistem mikroprosesor memiliki memori, guna menyimpan program dan datanya. Mikrokontroler memiliki memori internal baik dari jenis memori ROM maupun RAM. Namun beberapa jenis mikrokontroler tidak memiliki internal ROM, seperti mikrokontroler yang dipakai pada perancangan alat ini.
c. Unit Masukan dan Keluaran
 Perantara antara mikroprosesor dengan dunia luar merupakan tugas dari unit masukan dan keluaran pada suatu sistem mikroprosesor. Tanpa unit masukan dan keluaran maka data yang diolah hanya berputar – putar dalam sistem mikroprosesor, tanpa ada keluaran yang dapat diterima lingkungan luar sistem mikroprosesor.
 Unit masukan adalah perangkat keras komputer yang berfungsi sebagai alat untuk memasukan data atau perintah ke dalam komputer yang berupa signal input atau maintenance input.
Sedangkan unit keluaran adalah perangkat keras komputer yang berfungsi untuk menampilkan keluaran sebagai hasil pengolahan data. Keluaran dapat berupa hard-copy (ke kertas), soft-copy (ke monitor), ataupun berupa suara.Output yang dihasilkan dari pemroses dapat digolongkan menjadi empat bentuk, yaitu tulisan (huruf, angka, simbol khusus), image (dalam bentuk grafik atau gambar), suara, dan bentuk lain yang dapat dibaca oleh mesin (machine-readable form).
3.  Blok Diagram Komputer /PC



a. Input device: Keyboard,Mouse,Toucpad,joystick game,Scanner,Microphone,Dll
b. Output device: Monitor,Printer,Speaker,Plotter.
c. Central Procesing Unit:CU(Control Unit)/Unit Kendali,Alu,Register,Ram,Rom.

4. Fungsi dari :
a. Segment unit adalah skema manajemen memori dengan cara membagi memori menjadi segmen-segmen. Dengan demikian, sebuah program dibagi menjadi segmen-segmen. Segmen adalah sebuah unit logis , yaitu unit yang terdiri dari beberapa bagian yang berjenis yang sama.

b. Bus Interface adalah untuk meindahkan data antar bagian - bagian dalam sistem komputer. Data dipindahkan dari piranti masukan ke CPU, CPU ke memori, atau dari memori ke piranti keluaran.

5. Proses pembuatan prosessor adalah sebagai berikut :
1. Sand (Pasir)
Pasir - terutama Quartz - memiliki persentase tinggi dari Silicon dalam pembentukan Silicon dioksida (SiO2) dan nerupakan bahan dasar untuk produksi semikonduktor.
Pasir - sekitar 25% masa Silicon yang merupakan senyawa kedua terbanyak - setelah oksigen - di muka bumi

2. Silikon CairSilikon dimurnikan dalam tahap berlapis untuk akhirnya nencapai kualitas produksi yang disebut Electronic Grade Silicon (EGS). EGS mungkin hanya mengandung sebuah atom asing setiap satu triliun atom Silikonnya. Anda bisa lihat bagaimana sebuah kristal besar tumbuh dari silikon cair yang dimurnikan. Hasilnya adalah kristal tunggal yang disebut Ingot.

3. Kristal Silikon Tunggal - Ingot
Sebuah ingot dibuat dari Electronic Grade Silicon. Sebuah ingot memiliki berat sekitar 100 kilogram (220 pound) dan memiliki kemurnian Silicon 99.9999%.

4. Pengirisan Ingot
Ingot kemudian diiris menjadi disc-disc silikon individual yang disebut wafer.

5. Wafer
Wafer-wafer ini dipoles sedemikian rupa hingga tanpa cacat, dengan permukaan selembut kaca cermin. Intel membeli wafer-wafer siap produksi itu dari perusahaan pihak ketiga. Process rumit 45nm High-K/Metal Gate oleh Intel menggunakan wafer dengan diameter 200 milimeter. Saat Intel mulai membuat chip-chip, perusahaan ini mencetak sirkuit-sirkuit di atas wafer 50 milimeter. Dan untuk saat ini menggunakan wafer 300mm, yang menghasilkan penghematan biaya per-chip.

6. Mengaplikasikan Photo Resist
Cairan (warna biru) yang di tuangkan di atas wafer saat diputar adalah sebuah proses dari photo resist yang sama seperti yang kita kenal di film untuk fotografi. Wafer diputar selama tahap ini untuk membuatnya sangat tipis dan bahkan mengaplikasikan layer photo resist.

7. Exposure
Hasil dari photo resist diekspos ke sinar ultraviolet (UV. Reaksi kimianya ditrigger oleh tahap pada proses tersebut, sama dengan apa yang terjadi pada material film pada sebuah kamera saat Anda menekan tombol shutter. Hasil dari photo resist yang diekspos ke sinar UV akan bersifat dapat larut. Exposure diselesaikan menggunakan mask yang berfungsi seperti stensil dalam tahap proses ini. Saat digunakan dengan cahaya UV, mask membentuk pola-pola sirkuit yang bervariasi di atas tiap layer dari mikroprosesor. Sebuah lensa (di tengah) mengurangi image dari mask. Sehingga yang dicetak di atas wafer biasanya adalah empat kali lebih kecil secara linier daripada pola-pola dari mask.

8. Exposure
Meskipun biasanya ratusan mikroprosesor bisa dihasilkan dari sebuah wafer tunggal, cerita bergambar ini hanya akan fokus pada sebuah bagian kecil dari sebuah mikroprosesor, yaitu pada sebuah transistor atau bagian-bagiannya. Sebuah transistor berfungsi seperti sebuah switch, mengendalikan aliran arus listrik dalam sebuah chip komputer. Peneliti-peneliti di Intel telah mengembangkan transistor-transistor yang sangat kecil sehingga sekitar 30 juta transistor dapat diletakkan pas di kepala sebuah peniti.

9. Membersihkan Photo Resist
Photo resist yang lengket dilarutkan sempurna oleh suatu pelarut. Proses ini meninggalkan sebuah pola dari photo resist yang dibuat oleh mask.

10. Etching (Menggores)
Photo resist melindungi material yang seharusnya tidak boleh tergores. Material yang ditinggalkan akan digores (disketch) dengan bahan kimia.

11. Menghapus Photo Resist
Setelah proses Etching, photo resist dihilangkan dan bentuk yang diharapkan menjadi terlihat.

12. Mengaplikasikan Photo Resist
Terdapat photo resist (warna biru) diaplikasikan di sini, diekspos dan photo resist yang terekspos dibersihkan sebelum tahap berikutnya. Photo resist akan melindungi material yang seharusnya tidak tertanam ion-ion.

13. Penanaman Ion
Melalui seuatu proses yang dinamakan "ion implantation" (satu bentuk proses yang disebut doping), area-area wafer silikon yang diekspos dibombardir dengan "kotoran" kimia bervariasi yang disebut Ion-ion. Ion-ion ini ditanam dalam wafer silikon untuk mengubah silikon pada area ini dalam memperlakukan listrik. Ion-ion ditembakkan di atas permukaan wafer pada kecepatan tinggi. Suatu bidang listrik mempercepat ion-ion ini hingga kecepatan 300.000 km/jam.

 14. Menghilangkan Photo Resist
Setelah penanaman ion, photo resist dihilangkan dan material yang seharusnya di-doped (warna hijau) memiliki atom-atom asing yang sudah tertanam

15. Transistor yang Sudah Siap
Transistor ini sudah dekat pada proses akhirnya. Tiga lubang telah dibentuk (etching) di dalam layer insulasi (warna magenta) di atas transistor. Tiga lubang ini akan terisi dengan tembaga yang akan menghubungkannya ke transistor-transistor lainnya.

16. Electroplating
Wafer-wafer diletakkan ke suatu larutan sulfat tembaga di tahap ini. Ion-ion tembaga ditanamkan di atas transistor melalui proses yang disebut electroplating. Ion-ion tembaga bergerak dari terminal positif (anoda) menuju terminal negatif (katoda) yang dipresentasikan oleh wafer.

17. Tahap Setelah Electroplating
Pada permukaan wafer, ion-ion tembaga membentuk menjadi suatu lapisan tipis tembaga.

18. Pemolesan
Material ekses dari proses sebelumnya di hilangkan

19. Lapisan Logam
Lapisan-lapisan metal dibentuk untuk interkoneksi (seperti kabel-kabel) di antara transistor-transistor. Bagaimana koneksi-koneksi itu tersambungkan ditentukan oleh tim desain dan arsitektur yang mengembangkan fungsionalitas prosesor tertentu . Sementara chip-chip komputer terlihat sangat flat, sesungguhnya didalamnya memiliki lebih dari 20 lapisan yang membentuk sirkuit yang kompleks.Anda akan menemukan jaringan yang ruwet dari baris-baris sirkuit dan transistor-transistor yang mirip sistem jalan raya berlapis di masa depan.

20. Testing Wafer
Bagian dari sebuah wafer yang sudah jadi ini diambil untuk dilakukan test fungsionalitasnya. Pada tahap test ini, pola-pola di masukkan ke dalam tiap chip dan respon dari chip tersebut dimonitor dan dibandingkan dengan daftar yang sudah ditetapkan.

21. Pengirisan Wafer
Wafer di iris-iris menjadi bagian-bagian yang disebut Die.

22. Memisahkan Die yang Gagal Befungsi
Die-die yang saat test pola merespon dengan benar akan diambil untuk tahap berikutnya.

23. Individual Die
Ini adalah die tunggal yang telah jadi pada tahap sebelumnya (pengirisan).

24. Packaging
Bagian dasar, die, dan heatspreader digabungkan menjadi sebuah prosesor yang lengkap. Bagian dasar berwarna hijau membentuk interface elektris dan mekanis bagi prosesor untuk berinteraksi dengan sistem komputer (PC). Heatspreader berwarna silver berfungsi sebagai pendingin (cooler) untuk menjaga suhu optimal bagi prosesor.

25. Prosessor
Inilah prosesor yang sudah jadi. Sebuah mikroprosesor adalah suatu produk paling kompleks yang pernah dibuat di muka bumi. Faktanya, dibutuhkan ratusan langkah - hanya bagian-bagian paling penting saja yang ditampilkan pada artikel ini - yang dikerjakan di suatu lingkungan kerja terbersih di dunia, sebuah lab mikroprosesor.

26. Class Testing
Selama test terakhir ini, prosesor-prosesor akan ditest untuk key karakteristik mereka (diantaranya test pemakaian daya dan frekuensi maksimumnya)

27. Binning
Berdasarkan hasil test dari class testing, prosesor dengan kapabilitas yang sama di kumpulkan pada transporting trays yang sama pula.

28. Retail Package
Prosesor-prosesor yang telah siap dan lolos test akhirnya masuk jalur pemasaran dalam satu kemasan box.


 6. perbedaan antara Volatile Memory, Non Volatile Memory
   
   a.Non Volatile Memory Adalah merupakan sebuah jenis memori komputer dengan akses acak (RAM) yang umumnya digunakan untuk menyimpan konfigurasi yang dilakukan oleh firmware, seperti BIOS, EFI atau firmware-firmware lainnya pada perangkat embedded, semacam router. NVRAM dibuat dengan teknologi manufaktur CMOS (Complimentary Metal-Oxide Semiconductor) sehingga daya yang dibutuhkannya juga kecil. Untuk menghidupinya agar data  yang disimpan tidak hilang, NVRAM menggunakan sebuah baterai Litium dengan nomor seri CR-2032.
Data yang tersimpan pada NVRAM tidak akan hilang meskipun catu daya dimatikan (bersifat permanen), hal ini berbeda dengan Volatile RAM.
 Contohnya : ROM,Flashdisk.

   b.Volatile Memory Adalah memory yang datanya dapat ditulis dan dihapus,tetapi hilang saat kehilangan power (kondisi off) dan membutuhkan catu daya dalam mempertahankan memory.
 Contohnya : RAM


7.  a. Wafer
Wafer adalah bahan dasar dari komponen microsystem. Wafer biasanya berbentuk lempengan tipis berbentuk lingkaran dengan garis disalah satu sisinya. Pada umumnya wafer terbuat dari kristal silicone.
    
     b. Die
Die adalah wafer yang dipotong menjadi sebuah bagian.