Mengenal Mikroprosesor Intel 8080


Mikroprosesor Intel 8080 merupakan penerus mikroprosesor Intel 8008 CPU. Intel 8080 dirancang oleh Federico Faggin dan Masatoshi Shima. Pengerjaan mikroprosesor 8080 dimulai di akhir tahun 1972, dan dirilis pada bulan April 1974. Versi asli 8080 hanya bisa men-drive divais TTL berdaya rendah. Setelah itu, kemudian Intel meilis versi perbaikan dari mikroprosesor Intel 8080, yaitu Intel 8080A yang bisa dihubungkan dengan divais TTL standar.

Mikroprosesor ini berjalan pada kecepatan 2 MHz yang menjadikannya dianggap sebagai mikroprosesor pertama yang benar-benar berdaya guna. Mikroprosesor ini dikemas dalam kemasan DIP 40 pin sehingga bisa menyediakan bus alamat 16-bit dan bus data 8-bit, sehingga bisa mengakses 64 KB memori (berbeda dengan Intel 8008 yang hanya bisa mengakses 16 KB). Di dalamnya terdapat tujuh register 8-bit (enam diantaranya bisa digabungkan ke dalam tiga register 16-bit), sebuah penunjuk stack (SP) dalam memori (menggantikan stack internal dalam 8008) dan sebuah pencacah program (PC) 16-bit.

Mikroprosesor Intel 8080/8080A tidak kompatibel dalam kode objek dengan 8008, tapi kompatibel secara kode sumber. Mikroprosesor ini memiliki logika pemrosesan interupsi yang sama dengan 8008, yang membuatnya memudahkan dalam memasukkan aplikasi yang lama. Dan sebagai tambahan ke semua instruksi Intel 8008 dan mode pengalamatannya prosesor 8080 memiliki banyak instruksi yang baru dan mode pengalamatan langsung. Sebagai akibat dari penggunaan Stack Pointer yang baru, mikroprosesor tidak lagi dibatasi oleh stack internal 7 tingkat sebagaimana yang dipunyai oleh Intel 8008.

Mikroprosesor Intel 8080 (Sumber foto: http://www.cpu-collection.de/?l0=i&i=1244)

Intel 8080 memiliki port I/O sebanyak 256 yang mengijinkannya mengakses divais I/O yang terhubung tanpa memerlukan alokasi spasi memori, sebagaimana yang dibutuhkan pada divais terpeta memori, tapi sebagai akibatnya programmer harus memahami instruksi I/O yang terpisah.

Mikroprosesor Intel 8080 kemudian banyak digunakan dalam komputer, seperti MITS Altair 8800 dan IMSAI 8080, membentuk dasar untuk mesin yang menjalankan sistem operasi CP/M, yang kemudian digantikan oleh mikroprosesor Zilog Z80 yang kompatibel secara penuh dan lebih berdaya guna. Sehingga Z80 & CP/M lebih dominan sebagaimana x86 dengan MS-DOS untuk PC.

Mikroprosesor Intel 8080 sangat terkenal dan banyak perusahaan yang membuat tiruannya.

Mengenal Mikroprosesor Intel 8008


Lima bulan setelah mengeluarkan mikroprosesor Intel 4004, Intel merilis mikroprosesor baru yaitu Intel 8008. Intel 8008 merupakan mikroprosesor 8-bit pertama yang dibuat.

Pada awalnya, mikroprosesor Intel 8008 dikenal sebagai 1201, yang merupakan pesanan dari CTC (Computer Terminal Corporation) yang akan digunakan pada rancangan terminal terprogram mereka yaitu Datapoint 2200. Namun karena adanya keterlambatan dan kinerjanya tidak sesuai dengan yang diharapkan, akhirnya CTC memutuskan untuk menggunakan CPU berbasiskan TTL yang dimilikinya. Dan tidak menggunakan 1201. Sesuai dengan kesepakatan antara keduanya, Intel berhak untuk memasarkan chip mikroprosesor ini kepada pelanggan lainnya, setelah Seiko menyatakan ketertarikannya untuk menggunakan chip ini dalam kalkulator mereka.

Mikroprosesor Intel 8008 (Sumber foto: http://en.wikipedia.org/wiki/File:KL_Intel_C8008-1.jpg)

Intel 8008 tersedia dalam dua jenis kecepatan 500 KHz dan 800 KHz. Karena mikroprosesor ini memerlukan 5 sampai 8 siklus untuk mengeksekusi tiap instruksi, rate efektif dalam pengeksekusian instruksi adalah:

  • Dari 45.000 sampai 100.000 instruksi tiap detik untuk Intel 8008
  • Dari72.000 sampai 160.000 instruksi per detik untuk Intel 8088-1

Nilai-nilai tersebut diasumsikan bahwa CPU menggunakan memori yang cepat dan tidak membutuhkan kondisi menunggu (wait state) dalam mengakses memori. Walaupun kecepatan efektif dalam melaksanakan instruksi tiap detik dari mikroprosesor Intel 8008 kadang lebih rendah daripada kecepatan efektif mikroprosesor 4004, kinerja keseluruhan Intel 8008 lebih baik karena kecepatan efektifnya lebih cepat untuk beberapa jenis instruksi, arsitekturnya yang sudah 8-bit dan kumpulan instruksi yang lebih efisien. Intel 8008 memiliki keunggulan daripada Intel 4004, yaitu:

  • Mikroprosesor mendukung memori sampai 16 (kombinasi ROM dan RAM).
  • Ukuran stack internal mikroprosesor dinaikkan menjadi 7 tingkat dibandingkan 3 tingkat untuk Intel 4004.
  • Intel 8008 bisa menangani interupsi.

Satu kelemahan Intel 8008 adalah tidak adanya pengalamatan memori secara langsung. Untuk mengakses data dalam memori, alamat memori harus disimpan dalam register H dan L, dan kemudian ini dikenal dengan pengalamatan memori secara tidak langsung. Kelemahan ini diatasi pada mikroprosesor generasi selanjutnya, Intel 8080.

Mikroprosesor Intel 8008 digunakan pada komputer Mark-8, yang dianggap sebagai komputer pribadi pertama.

Mengenal Mikroprosesor Intel 4040


Intel 4040 (i4040) merupakan versi mikroprosesor penerus dari versi Intel 4004. Intel 4040 berjalan pada frekuensi yang sama dengan mikroprosesor 4004, dan memiliki kecepatan eksekusi instruksi sebesar 92.000 instruksi tiap detik untuk instruksi single-word. Dalam mikroprosesor 4040 terdapat beberapa perbaikan, yaitu:

  1. Ukuran memori program maksimum dinaikkan dari 4 KB menjadi 8 KB
  2. Ukuran stack juga dinaikkan menjadi 7 tingkat
  3. Delapan bank register ekstra 4-bit juga ditambahkan ke dalam mikroprosesor
  4. Kemampuan mikroprosesor menangani interupsi
  5. Kumpulan instruksi i4040 termasuk 14 instruksi yang baru: halt, logical, penanganan interupsi dan instruksi pemilihan bank.
Mikroprosesor Intel 4040 (Sumber foto: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/38/KL_Intel_D4040.jpg)

Mikoprosesor Intel 4040 kemudian dikenal sebagai bagian dari kumpulan chip MCS-40, yang di dalamnya terdiri atas sekumpulan chip untuk membangun sebuah komputer, yaitu mikroprosesor 4040 itu sendiri, kemudian ada divais ROM dan I/O 4001, divais RAM dan I/O 4002, Shift Register 4003, set memori standar dan antarmukan I/O 4008/4009, RAM statis 4101, pembangkit clock 4201, antarmuka memori standar 4289, divais ROM dan I/O 4308, ROM 4316 ROM, dan EPROM 4702.

Intel 4040 digunakan dalam sistem pengembangan mikrokomputer Intellec 4/40 dan dalam aplikasi embedded.

Sebagaimana disebutkan di atas, mikroprosesor Intel 4040 merupakan versi mikroprosesor Intel 4004 yang telah diperbaiki. Untuk itu, ada beberapa hal yang membedakan antara mikroprosesor Intel 4004 dengan Intel 4040. Perbedaannya adalah:

Fitur Mikroprosesor Intel 4004 Mikroprosesor Intel 4040
Memori Program 4 KB 8 KB (2 bank 4 KB)
Memori stack 3 tingkat 7 tingkat
Register 16 register indeks 24 register indeks (2 bank 16 dan 8 register)
Instruksi 16 instruksi tambahan
instruksi logic AND dan OR
Instruksi yang berhubungan Interupsi
Instruksi pemilihan bank indeks dan ROM
Dua instruksi pemuatan akumulator yang baru
Interupsi tidak ada Program bisa diinterupsi oleh sinyal eksternal
Pin/sinyal STP – mengubah prosesor ke mode STOP
STP ACK – prosesor dalam keadaan mode STOP
INT – Input interupsi
INT ACK – pemberitahuan interupsi
CM-ROM1 – Output pemilihan bank ROM
Fitur lainnya Operasi langkah tunggal
Kemasan DIP 16 pin DIP 24 pin

Mengenal Mikroprosesor Intel 4004


Pada tahun 1969, Nippon Calculating Machine Corporation meminta Intel untuk merancang 12 chip yang bisa dikostumisasi yang akan digunakan dalam membangun kalkulator printing yang baru, Busicom 141-PF. Daripada merancang selusin chip yang khusus untuk kalkulator, insinyur Intel mengajukan penawaran untuk merancang sesuatu yang baru: sekumpulan chip yang jumlahnya empat buah yang di dalamnya termasuk chip yang bisa diprogram untuk berbagai kebutuhan.

Sekelompok chip yang berjumlah empat buah tersebut dikenal dengan nama MCS-4. Di dalamnya termasuk chip CPU (Central Processing Unit) 4004, chip pendukung Read-Onlny Memory (ROM) yang digunakan untuk menyimpan program aplikasi, sebuah chip Random-Access Memory (RAM) untuk menyimpan data yang diproses, dan sebuah chip Shift-Register sebagai port Input/Output. Intel mengirimkan keempat chip tersebut dan Busicom berhasil menjual 100000 kalkulator tersebut.

Intel menawarkan kepada Busicom harga yang murah untuk chip tersebut agar mendapatkan hak rancangan mikroprosesor dan mendapatkan hak untuk memasarkan mikroprosesor ini dalam aplikasi di luar kalkulator. Sehingga Intel bisa mengiklankan mikroprosesor ini sebagai Intel 4004, dan menjadikannya mikroprosesor multi guna yang ada di pasaran. Mikroprosesor ini bisa dibeli oleh para ahli teknik dan kemudian dikostumisasi dengan menggunakan software untuk melakukan fungsi-fungsi yang berbeda dari berbagai jenis divais elektronik.

Mikroprosesor Intel 4004 (Sumber foto: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/2/27/C4004.JPG.jpg)

Intel 4004 merupakan mikroprosesor chip tunggal yang memiliki lebar data 4-bit. Mikroprosesor ini dikemas dalam kemasan CERDIP (Ceramic Dual Inline Package) dengan jumlah kaki sebanyak 16-pin. Mikroprosesor ini dirancang oleh Ted Hoff dan Federico Faggin. Mikroprosesor ini dihuni sekitar 2.300 transistor.

Sebagaimana disebutkan di atas, mikroprosesor Intel 4004 ini dalam aplikasinya didukung oleh chip pendukungnya yang berjumlah 3 buah chip pendukung. Sehingga dalam membentuk Set Komputer lengkap ini dibutuhkan empat buah chip yaitu:

  • 4004, sebagai mikroprosesor itu sendiri.
  • 4001, sebagai ROM dengan kapasitas 256-byte (256 8-bit) untuk menyimpan instruksi program. Di dalamnya juga terdapat port I/O 4-bit.
  • 4002, sebagai RAM dengan kapasitas 40-byte (80 4-bit) untuk menyimpan data dan ditambah dengan port output 4-bit.
  • 4003, Shift-Register output paralel 10-bit untuk dihubungkan dengan keyboard, display, printer, dan lain-lain.

Sementara spesifikasi teknis dari mikroprosesor Intel 4004 adalah:

  1. Kecepatan clock maksimumnya adalah 740 kHz
  2. Menggunakan arsitektur Harvard, yaitu penyimpanan program dan data dipisahkan. Sementara bus yang digunakan untuk program dan data menggunakan bus tunggal yang dimultipleks. Hal ini untuk mengurangi jumlah pin mikroprosesor. Bus yang digunakan untuk mentransfer:
    • Alamat 12-bit
    • Instruksi 8-bit, tidak ditempatkan pada memori yang sama dengan data
    • Data word 4-bit
  3. Jumlah instruksi sebanyak 46 instruksi, dimana 41 instruksi memiliki lebar 8-bit dan siisanya memiliki lebar 16-bit
  4. Register yang dimasukkan sebanyak 16 register 4-bit
  5. Stack untuk sub-rutin memiliki kedalaman 3 tingkat