Arsitektur Mikrokontroler AVR
Mikrokontroler AVR RISC(Reduced instruction set computing atau Kom-putasi set instruksi yang disederhanakan pertama kali digagas oleh John Cocke) adalah perangkat yang di desain untuk berjalan dengan cepat, de-ngan menggunakan instruksi mesin yang disederhanakan sehingga dapat meningkatkan kinerja dari mikrokontroler. (sebelum ada RISC, namanya CISC(Complex Instruction Set Computers).
Pengunaan instruksi yang lebih sederhana memberikan konstribusi pada kecepatan dengan instruksi mesin yang terbatas. Mikrokontroler AVR RISC dapat berjalan pada single cycle dari prosesor clock, yang berarti Mikrokon-troler AVR dengan clock 8 MHz, dapat mengeksekusi sekitar 8 juta instruksi perdetiknya atau 8 MIPS(million instruction per second).
Berdasarkan arsitekturnya, mikrokontroler dibagi menjadi : CISC dan RISC
- CISC (Complex Instruction Set Computer) Mikroprosesor CISC me-rupakan jenis mikrokontroler yang memiliki jumlah instruksi yang kompleks dan lengkap. Contoh: Mikrokontroler CISC: Intel 80C51 (MCS51) dan Motorola 68HC11 mengikuti arsitektur CISC.
- RISC (Reduce Instruction Set Computer) Mikroprosesor RISC meru-pakan jenis mikrokontroler yang memiliki jumlah instruksi yang terba-tas dan sedikit. Pada arsitektur RISC jumlah instruksi lebih sedikit, tetapi memiliki banyak register dibandingkan dengan CISC. Selain itu pada arsitektur RISC kebanyakan instruksi dieksekusi hanya dalam satu clock cycle dan mode addressing memory yang sederhana. Con-toh mikrokontroler RISC: ATMELAVR, Microchip PIC2/16CXX dan National Semiconductor COP8.
Beberapa bagian yang biasanya ada pada mikrokontroler adalah sebagai berikut ini :
- Prosesor, merupakan bagian utama yang fungsinya sudah saya jelaskan diatas.
- Memori, terdiri dari beberapa jenis antara lain memori program (Flash Memori) dan memori data (Data Memori). Data memori terdiri dari dua macam :
- SRAM (sifatnya sementara)
- EEPROM (sifatnya permanen)
- Input Output, merupakan bagian yang terhubung langsung ke perang-kat luar. Input output dapat berupa jalur data digital, data analog, ataupun bus komunikasi data (RS232, I2C, SPI)
- Timer/Counter, merupakan bagian yang berfungsi untuk melakukan penjadwalan waktu (timer). Selain itu timer/counter bisa digunakan untuk menggenerate sinyal dengan frekuensi dan periode tertentu.
Empat bagian diatas biasanya terdapat pada semua jenis mikrokontro-ler. Namun spesi kasinya berbeda-beda, terutama untuk ukuran memori. Program assembly dengan prosesor RISC menjadi lebih kompleks diban-dingkan dengan program assembly prosesor CISC. Hal ini disebabkan ham-pir semua instruksi prosesor RISC adalah instruksi dasar, instruksi-instruksi ini umumnya hanya memerlukan 1 siklus mesin untuk menjalankannya.
Sebagai contoh misalnya karena tidak ada instruksi untuk perkalian pada arsitektur RISC sehingga harus dibuat program perkalian dengan menggu-nakan instruksi-instruksi dasar seperti instruksi penjumlahan, dan lain-lain. Namun pada arsitektur RISC tidak diperlukan hardware yang kompleks, prosesor yang tidak rumit akan cepat dan andal.
Untuk merealisasikan instruksi dasar yang jumlahnya tidak banyak ini, mikroprosesor RISC tidak memerlukan gerbang logik yang banyak. Karena itu dimensi IC dan konsumsi daya prosesor RISC umumnya lebih kecil di-banding prosesor CISC. Akan tetapi, program assembly pada prosesor CSIC menjadi lebih sederhana karena sudah ada instruksi yang kompleks. Untuk membuat instruksi yang kompleks seperti instruksi perkalian , pembagian, dan instruksi lain yang rumit pada prosesor CSIC, diperlukan hardware yang kompleks juga. Dibutuhkan ribuan gerbang lojik (logic gates) transistor un-tuk membuat prosesor CSIC. Instruksi yang kompleks juga membutuhkan jumlah siklus mesin (machine cycle ) yang lebih panjang untuk dapat me-nyelesaikan eksekusinya. Mikrokontroler ATMEL AVR RISC
Salah satu mikrokontroler yang banyak digunakan saat ini yaitu mik-rokotroler AVR. AVR adalah mikrokontroler RSIC (reduce instruction set compute) 8 bit berdasarkan arsitektur Harvard , yang dibuat oleh Atmel pada tahun 1996. AVR mempunyai kepanjangan Advnced versatile RSIC atau Alf and Vegards Risc processor yang berasal dari nama dua mahasiswa Norwegian institute of technologi (NTH), yaitu Alf-Egil Bogen dan Vegard Wollan.
AVR memiliki keunggulan dibandingkan dengan mikrokontroller lain, keunggulan mikrokontroller AVR yaitu AVR memiliki kecepatan eksekusi program yang lebih cepat karena sebagian besar instruksi dieksekusi da-lam 1 siklus clock, lebih cepat dibandingkan dengan mikrokontroler MCS51
yang memiliki arsitektur CISC (complex insruction set computer ) di mana mikrokontroller MSC51 membutuhkan 12 siklus clock untuk mengeksekusi 1 instruksi . selain itu, mikrokontroller AVR memiliki tur yang lengkap ( ADC internal, EEPROM internal, Timer/counter,Watchdog Timer, PWM ,Port I/O, Komunikasi serial, komparator, I2C,dll.), sehingga dengan fasili-tas yang lengkap ini, programmer dan desainer dapat menggunakan untuk berbagai aplikasi sistem elektronika seperti robot, otomatis instruksi, pera-latan telekomuniksi,dan berbagai keperluan lain.secara umum mikrokontro-ller AVR dapat dikelompokkan menjadi 5 kelompok yaitu keluarga Attiny, AT90SXX,Atmega,AVRXMega, dan AVR32 UC3.