Makalah Embedded System, Lengkap!

BAB I

    PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

     Belum banyak dari kita yang sudah mengenal atau mengetahui embedded system atau system tertanam. Padahal hampir setiap hari kita melihat bahkan menggunakannya tapi kita tidak mengetahuinya. Maka dari itu penulis mengangkat bahan ini semoga kita semua sanggup mengetahui dan memahami apa sesungguhnya embedded system itu. Embeded system merupakan sebuah sistem rangkaian elektronik digital yang merupakan potongan dari sebuah sistem yang lebih besar, yang biasanya bukan berupa sistem elektronik. Kata embedded memperlihatkan bahwa ia merupakan potongan yang tidak sanggup berdiri sendiri. 

     Embedded system biasannya merupakan application-specific system yang didisain khusus untuk aplikasi tertentu. Secara fisik, embedded system berkisar dari perangkat portable menyerupai jam digital dan MP3 player , untuk instalasi stasioner besar menyerupai lampu kemudian lintas , pengontrol pabrik , atau mengontrol sistem pembangkit listrik tenaga nuklir . Kompleksitas bervariasi dari rendah, dengan satu mikrokontroler chip, hingga sangat tinggi dengan beberapa unit, peripheral dan jaringan yang besar terpasang di dalam chassis atau kandang.

B. Topik Bahasan

     Mengenai topik bahasan dalam makalah kali ini, yang akan di bahas ialah embedded system atau system tertanam. Embedded system tidak hanya di kenal dalam dunia IT tapi juga dunia otomotif bahkan kedokteran. Namun untuk kali ini yang akan di bahas ialah embedded system dalam dunia IT. Sedikit klarifikasi perihal embedded system, yaitu system yang tidak bisa berdiri sendiri sehingga di sebut system tertanam. System yang tertanam pada system lain.

C. Tujuan Penulisan

     Tujuan penulisan embedded system ialah pembaca sanggup mendefinisikan system embedded dan komponen penyusunnya serta merancang hardware/software atau device terprogram.

Adapun tujuan yang lain ialah :

• Pembaca bisa mendefinisikan system embedded dan komponen  pendukungnya,
• Pembaca sanggup menjelaskan cara mendesain dedicated processor,
• Pembaca bisa melaksanakan interface untuk melengkapi sebuah system.

                                                           

 BAB II 

KAJIAN PUSTAKA

2.1 Pengertian Embedded System

     Sistem yang melekat di sistem lain. Embeded system merupakan sebuah sistem rangkaian elektronik digital yang merupakan potongan dari sebuah sistem yang lebih besar, yang biasanya bukan berupa sistem elektronik. Kata embedded memperlihatkan bahwa ia merupakan potongan yang tidak sanggup berdiri sendiri. Embedded system biasanya merupakan application-specific system yang didisain khusus untuk aplikasi tertentu. Contoh sistem atau aplikasinya antara lain ialah instrumentasi medik medical instrumentation, process control, automated vehicles control, dan perangkat komunikasi networking and communication systems. Ini berbeda dengan sistem digital yang didisain untuk general-purpose. Embedded system biasanya diimplementasikan dengan memakai mikrokontroler. Sebuah sistem komputer yang menjadi komponen dari mesin atau sistem yang lebih besar. Embedded sistem sanggup memperlihatkan respon yang sifatnya real time. Embedded sistem banyak dipakai pada peralatan digital, menyerupai jam tangan. (Rezky Wira, 2010)

     Embedded sistem dikendalikan oleh satu atau lebih inti proses utama yang biasanya berupa mikrokontroler atau prosesor sinyal digital DSP yang didedikasikan untuk menangani kiprah tertentu, yang mungkin memerlukan prosesor yang sangat kuat. Misalnya, kemudian lintas udara sistem berkhasiat sanggup dilihat sebagai system tertanam, meskipun melibatkan komputer mainframe dan berdedikasi dengan nasional jaringan regional antara bandara dan situs radar  masing-masing mungkin meliputi satu atau lebih sistem tertanam sendiri. (Michael Barr, 2007)

     Secara fisik, embedded system berkisar dari perangkat portable menyerupai jam digital dan MP3 player , untuk instalasi stasioner besar menyerupai lampu kemudian lintas, pengontrol pabrik , atau mengontrol sistem pembangkit listrik tenaga nuklir. Kompleksitas bervariasi dari rendah, dengan satu mikrokontroler chip, hingga sangat tinggi dengan beberapa unit, peripheral dan jaringan yang besar terpasang di dalam chassis atau kandang. (Michael Barr, 2007)

     Secara umum, sistem embedded bukan istilah didefinisikan secara ketat, menyerupai kebanyakan sistem mempunyai beberapa unsur diperpanjang atau programabilitas. Sebagai contoh, komputer genggam menyebarkan beberapa elemen dengan embedded system menyerupai sistem operasi dan mikroprosesor mana kekuasaan mereka, tetapi mereka membiarkan aplikasi yang berbeda yang akan diambil dan peripheral dihubungkan. Selain itu, bahkan sistem yang tidak mengekspos programabilitas sebagai fitur utama umumnya perlu untuk mendukung pembaruan perangkat lunak. Pada kontinum dari tujuan umum menjadi tertanam, sistem aplikasi besar akan mempunyai subkomponen pada titik-titik jikalau sistem secara keseluruhan dirancang untuk melaksanakan satu atau beberapa fungsi khusus, dan dengan demikian sesuai dengan panggilan tertanam . (Michael Barr, 2007)

     Elektronik konsumen termasuk personal digital assistant PDA, mp3 player , ponsel, konsol videogame , kamera digital , pemutar DVD , GPS receiver, dan printer . Banyak peralatan rumah tangga menyerupai microwave panggangan , mesin basuh dan mesin pencuci piring , yang termasuk sistem tertanam untuk memperlihatkan fleksibilitas, efisiensi dan fitur. Advanced HVAC sistem memakai jaringan termostat untuk lebih akurat dan efisien temperatur kontrol yang sanggup berubah dengan waktu dan isu terkini . Otomasi home memakai kabel-dan nirkabel-jaringan yang sanggup dipakai untuk mengontrol lampu, iklim, keamanan, audio / visual, pengawasan, dll, yang kesemuanya memakai tertanam perangkat untuk pemantauan dan pengendalian. (Michael Barr, 2007)

     Selain tertanam sistem dijelaskan umumnya didasarkan pada komputer kecil, kelas gres dari perangkat nirkabel miniatur disebut motes dengan cepat mendapat popularitas sebagai bidang naik jaringan sensor nirkabel. Wireless sensor networking, JSN , memanfaatkan miniaturisasi dimungkinkan oleh desain IC canggih untuk subsistem nirkabel penuh pasangan untuk sensor yang canggih, memungkinkan orang dan perusahaan untuk mengukur dan mengetahui segudang hal-hal di dunia. (Michael Barr, 2007)

2.2 Sejarah

     Salah satu sistem tertanam yang diknenali pertama ialah Apollo Panduan Komputer , yang dikembangkan oleh Charles Stark Draper di MIT Instrumentasi Laboratorium. Pada awal proyek, komputer bimbingan Apollo dianggap item yang paling berisiko dalam proyek Apollo sebab dipekerjakan sirkuit kemudian gres dikembangkan terpadu monolitik untuk mengurangi ukuran dan berat. Massa-diproduksi tertanam sistem awal ialah Autonetics D-17 panduan komputer untuk rudal Minuteman , dirilis pada tahun 1961. Dibangun dari transistor logika dan mempunyai hard disk untuk memori utama. Ketika Minuteman II masuk ke produksi pada tahun 1966, D-17 diganti dengan komputer gres yang memakai volume tinggi pertama sirkuit terpadu. Program ini sendiri menurunkan harga pada quad IC gerbang nand dari $ 1000/each menjadi $ 3/each memungkinkan penggunaannya dalam produk komersial. (Michael Barr dan Anthoni J. Massa, 2006)

     Karena aplikasi ini di awal 1960-an, embedded system telah turun harga dan telah terjadi peningkatan yang dramatis dalam pengolahan daya dan fungsionalitas. Yang pertama microprocessor misalnya, Intel 4004 , dirancang untuk kalkulator dan sistem kecil lainnya tapi masih diharapkan memori eksternal banyak dan chip dukungan. Pada tahun 1978 Nasional Rekayasa Asosiasi Produsen merilis standar untuk mikrokontroler diprogram, termasuk hampir semua pengendali berbasis komputer, menyerupai komputer papan tunggal, numerik, dan pengendali menurut aktivitas. (Michael Barr dan Anthoni J. Massa, 2006)

     Sebagai biaya mikroprosesor dan mikrokontroler jatuh itu menjadi layak untuk menggantikan mahal tombol berbasis analog komponen menyerupai potensiometer dan kapasitor variabel dengan atas / bawah tombol atau tombol-tombol dibacakan oleh mikroprosesor bahkan dalam beberapa produk konsumen. Pada pertengahan 1980, sebagian besar komponen sistem eksternal sebelumnya umum telah diintegrasikan ke dalam chip yang sama menyerupai prosesor dan bentuk modern dari mikrokontroler memungkinkan suatu lebih luas dipakai bahkan, yang pada final dekade ialah norma bukan pengecualian untuk hampir semua perangkat elektronik. (Michael Barr dan Anthoni J. Massa, 2006)

    Integrasi mikrokontroler telah semakin meningkatkan aplikasi yang embedded system dipakai ke daerah-daerah di mana biasanya komputer tidak akan dipertimbangkan. Tujuan umum dan relatif murah mikrokontroler mungkin sering diprogram untuk memenuhi kiprah yang sama sebagai sejumlah besar komponen yang terpisah. Walaupun dalam konteks ini sebuah sistem embedded biasanya lebih kompleks daripada solusi tradisional, sebagian besar kompleksitas terkandung dalam mikrokontroler itu sendiri. Sangat sedikit komponen embel-embel mungkin diharapkan dan sebagian besar perjuangan desain dalam perangkat lunak. Sifat tidak berwujud perangkat lunak membuatnya lebih gampang untuk revisi prototipe dan uji gres dibandingkan dengan desain dan konstruksi sirkuit gres tidak memakai prosesor tertanam. (Michael Barr dan Anthoni J. Massa, 2006)

2.3 karakteristik

1. Embedded system yang dirancang untuk melaksanakan kiprah tertentu, bukan menjadi komputer tujuan umum untuk banyak sekali keperluan. Beberapa juga mempunyai real-time performance hambatan yang harus dipenuhi, dengan alasan menyerupai keamanan dan kegunaan yang lainnya mungkin tidak mempunyai kinerja persyaratan atau rendah, yang memungkinkan perangkat keras sistem harus disederhanakan untuk mengurangi biaya.
2. Embedded sistem tidak selalu perangkat mandiri. Banyak embedded system terdiri dari kecil, potongan komputerisasi dalam perangkat yang lebih besar yang melayani tujuan yang lebih umum. Sebagai contoh, Gibson Robot Guitar fitur sebuah sistem embedded untuk tuning senar, tetapi tujuan keseluruhan dari Robot Guitar, tentu saja, untuk memutar musik. Demikian pula, sebuah sistem embedded dalam kendaraan beroda empat menyediakan fungsi spesifik sebagai subsistem dari kendaraan beroda empat itu sendiri.
3. Instruksi acara ini ditulis untuk embedded system disebut sebagai firmware , dan disimpan dalam memori hanya-baca atau memori Flash chip. Mereka berjalan dengan sumber daya perangkat keras komputer yang terbatas: memori kecil, keyboard kecil atau tidak ada dan / atau layar. (Steve Heath, 2003)

2.4 Prosesor embedded system

     Pertama, prosesor Embedded sanggup dibagi menjadi dua kategori besar, mikroprosesor biasa μP dan mikrokontroler nakan, yang mempunyai lebih banyak peripheral chip, mengurangi biaya dan ukuran. dibandingkan dengan komputer langsung pada pasar server, jumlah yang cukup besar dari dasar arsitektur CPU yang dipakai berupa Von Neumann serta banyak sekali tingkat Harvard arsitektur , RISC menyerupai juga non-RISC dan VLIW. Panjang kata bervariasi dari 4-bit untuk 64-bit dan luar terutama di DSP prosesor meskipun tetap paling khas 8/16-bit. Kebanyakan arsitektur tiba dalam sejumlah besar varian yang berbeda dan bentuk, banyak yang juga diproduksi oleh perusahaan yang berbeda. (David Carrey, 2008)

     Beberapa teladan processor embedded adalah: 65816 , 65C02 , 68HC08 , 68HC11 , 68k , 8051 , ARM , AVR , AVR32 ,Blackfin , C167 , Coldfire , COP8 , Cortus APS3 , eZ8 , eZ80 , FR-V , H8 , HT48 , M16C , M32C , MIPS , MSP430 , PIC , PowerPC , R8C , SHARC ,SPARC , ST6 , SuperH , barak-47 , TLC-870 , TLC-900 , Tricore , V850 , x86 , XE8000 , Z80 , ASAP dll. (David Carrey, 2008).

2.5 ASIC dan solusi FPGA

     ASIC (Aplication specific integrated circuit) merupakan perkembangan dari IC (integrated circuit). IC yang sudah sangat dikenal dalam dunia elektronik dikembangkan menjadi ASIC yang hanya dipakai dalam peralatan tertentu dan tidak dipakai untuk umum. Hampir semua alat-alat yang berbasis embedded system memakai ASIC. Oleh sebab itu, ASIC sangat dikenal dalam dunia Embedded System. (Rezky Wira, 2010).

     Field-Programmable Gate Array (FPGA) ialah komponen elektronik dan semikonduktor yang mempunyai komponen gerbang terprogram (programmable logic) dan sambungan terprogram. Komponen gerbang terprogram yang dimiliki meliputi jenis gerbang logika biasa (AND, OR, XOR, NOT) maupun jenis fungsi matematis dan kombinatorik yang lebih kompleks (decoder, adder, subtractor, multiplier, dll). Blok-blok komponen di dalam FPGA bisa juga mengandung elemen memori (register) mulai dari flip-flop hingga pada RAM (Random Access Memory). Pengertian terprogram (programmable) dalam FPGA ialah menyerupai dengan interkoneksi saklar dalam breadboard yang bisa diubah oleh pembuat desain. Dalam FPGA, interkoneksi ini bisa diprogram kembali oleh pengguna maupun pendesain di dalam lab atau lapangan (field).

     Oleh sebab itu jajaran gerbang logika (Gate Array) ini disebut field-programmable. Jenis gerbang logika yang bisa diprogram meliputi semua gerbang dasar untuk memenuhi kebutuhan yang manapun. Secara umum FPGA akan lebih lambat jikalau dibandingkan dengan jenis chip yang lain menyerupai pada chip Application-Specific Integrated Circuit (ASIC). Hal ini sebab FPGA memakai power/daya yang besar bentuk desain yang kompleks. Beberapa kelebihan dari FPGA antara lain ialah harga yang murah, bisa diprogram mengikuti kebutuhan, dan kemampuan untuk di acara kembali untuk mengkoreksi adanya bugs. Jenis FPGA dengan harga murah biasanya tidak bisa diprogram dan dimodifikasi sesudah proses desain dibentuk (fixed-version). Chip FPGA yang lebih kompleks sanggup diperoleh dari jenis FPGA yang dikenal dengan CPLD (Complex-Programmable Logic Device). (http://id.wikipedia.org/wiki/FPGA, 2011)

2.6 Peralatan

     Adapun perangkat lunak lain, desainer embedded system memakai kompiler , perakit , dan debugger untuk mengembangkan sistem perangkat lunak tertanam. Namun, mereka juga sanggup memakai beberapa alat yang lebih spesifik:

• Dalam debugger sirkuit atau emulator lihat potongan berikutnya.
• Utilitas untuk menambahkan checksum atau CRC ke program, sehingga sistem tertanam sanggup menyelidiki jikalau acara tersebut valid.
• Untuk sistem yang memakai pemrosesan sinyal digital , pengembang sanggup memakai matematika dingklik kerja menyerupai Scilab / Scicos , MATLAB / Simulink , EICASLAB , Mathcad ,Mathematica , atau Flowstone DSP untuk simulasi matematika. Mereka juga sanggup memakai perpustakaan untuk kedua host dan target yang menghilangkan berkembang DSP rutinitas menyerupai yang dilakukan di DSPnano RTOS dan Unison Sistem Operasi .
• Custom compiler dan linker sanggup dipakai untuk meningkatkan meningkatkan secara optimal untuk hardware tertentu.
• Sebuah sistem tertanam mungkin mempunyai bahasa sendiri khusus atau alat desain, atau menambahkan perangkat embel-embel untuk bahasa yang ada menyerupai Forth atau Dasar .
• Alternatif lain ialah dengan menambahkan waktu sistem operasi real atau sistem operasi tertanam , yang mungkin mempunyai kemampuan DSP menyerupai DSPnano RTOS .
• Modeling dan instruksi menghasilkan alat sering didasarkan pada mesin negara
• Perangkat lunak sanggup berasal dari banyak sekali sumber:
• Software perusahaan yang mengkhususkan diri di pasar embedded
• Porting dari GNU alat pengembangan perangkat lunak
• Kadang-kadang, pengembangan alat untuk komputer langsung sanggup dipakai jikalau prosesor tertanam ialah relatif akrab dengan prosesor PC umum (John Catsoulis, 2005).

Sebagai kompleksitas sistem tertanam tumbuh, alat-alat tingkat yang lebih tinggi dan sistem operasi yang bermigrasi ke mesin mana itu masuk akal. Misalnya, ponsel , tangan kanan langsung digital dan komputer konsumen lainnya sering membutuhkan software signifikan yang dibeli atau diberikan oleh orang lain dari produsen elektronik. Dalam sistem ini, sebuah lingkungan pemrograman terbuka menyerupai Linux , NetBSD , OSGi atau Jawa Embedded diharapkan sehingga penyedia perangkat lunak pihak ketiga sanggup menjual ke pasar yang besar. (John Catsoulis, 2005)

BAB III

PENUTUP

3.1 Kesimpulan

    Embedded system ialah kombinasi dari hardware dan software yang disisipkan (embedded) dalam suatu perangkat tertentu yang bertujuan melaksanakan suatu fungsi/tugas khusus. Contoh dari embedded systems ini dalam kehidupan sehari-hari ialah microwave, kalkulator  elektronic, game watch, Antilock Brake Systems dan masih banyak lagi. Hampir semua aspek kehidupan kita tidak sanggup dipisahkan dari embedded systems.

3.2 Saran

     Setelah dipahami, ternyata dalam kehidupan kita telah banyak yang bekerjasama dengan Embedded system. Penulis mengharapkan semoga lebih banyak buku-buku mengenai Embedded system atau Pengenalan Embedded system dalam masyarakat semoga bagi kita kata Embedded System tidak abnormal lagi didengar.

DAFTAR PUSTAKA

John Catsoulis (2005). Embedded system. From http://en.wikipedia.org /wiki/Embedded_system, 22 desember 2010

Romy Budhi Widodo, 2009, Embedded System Mikrokontroler & Pemrograman C,Jakarta: andi publisher.

Michael Barr . "Embedded Systems Glossary" . Netrino Technical Library . Diperoleh 2007/04/21

Kevin Morris (23 November 2003). "Biaya-Pengurangan Quagmire: ASIC terstruktur dan Pilihan Lain" Journal. FPGA dan Programmable .

Bagikan Artikel ini