A. PENGERTIAN
SISTEM EMBEDDED
Embedded System atau sistem tertanam merupakan sistem komputer khusus yang
dirancang untuk menjalankan tugas tertentu dan biasanya sistem tersebut
tertanam dalam satu kesatuan sistem. Sistem ini menjadi bagian dari keseluruhan
sistem yang terdiri atas mekanik dan perangkat keras lainnya. Bidang embedded
system mencakup penguasaan perangkat keras (hardware). Sistem embedded
merupakan sebuah sistem ( rangkaian eletronika) digital yang merupakan bagian
dari sebuah sistem yang lebih besar, yang biasanya bukan berupa sistem
eletronika. Kata embedded menunjukkan bagian yang tidak dapat berdiri sendiri.
Berbeda dengan sistem digital yang di desain untuk general purpose. Embedded
system biasanya diimplementasikan dengan menggunakan mikrokontroler, sistem
embedded dapat memberikan respon yang sifatnya real time dan banyak digunakan
pada peralatan digital, seperti jam tangan.
Embedded system dikendalikan oleh mikrokontroler atau
Digital Signal Processor (DSP) yang didedikasikan untuk menangani dan
menyelesaikan tugas tertentu,
Beberapa
embedded sytem yang banyak ditemui dalam kehidupan sehari - hari :
§ Sistem
Pemroresan signal
Real time
video, DVD Player, peralatan kesehatan
§ Distributed
control
Networking
routers, switches, firewall, mass transit systems, elevators.
§ “Small”
systems
Mobile phones, pagers, toys, smartcard, MP3 Players, PDA,
kamera digital, sensors.
Secara umum, sistem embedded bukan didefinisikan secara
ketat, seperti kebanyakan sistem yang memiliki beberapa unsur programabilitas.
Sebagai contoh laptop, berbagai elemen dengan embedded system seperti sistem
operasi dan mikroprosesor yang akan diambil dan peripheral dihubungkan. Selain
itu bahkan sistem yang tidak mengekspos programabilitas sebagai fitur utama yang
umumnya perlu, untuk mendukung pembaruan perangkat lunak. Pada kontinum dari
tujuan umum menjadi tertanam, sistem aplikasi besar akan memiliki subkomponen
pada titik-titik jika sistem secara keseluruhan dirancang untuk melakukan satu
atau beberapa fungsi khusus, dengan demikian sesuai dengan demikian sesuai
dengan panggilan tertanam. (Michael Barr, 2007)
Elektronik konsumen termasuk personal digital assistant
(PDA), mp3 player, ponsel, konsol video game, kamera digital, pemutar DVD, GPS
receiver, dan printer. Banyak peralatan rumah tangga seperti microwave oven,
mesin cuci, dan mesin pencuci piring, yang termasuk sistem tertanam untuk
memberikan fleksibilitas, efisiensi dan fitur. Advanced HVAC sisteem
menggunakan jaringan termostat untuk lebih akurat dan efisien temparatur
kontrol yang dapat berubah dengan waktu dan musim.Otomasi home menggunakan
kabel dan kabel jaringan yang dapat digunakan untuk mengontrol lampu, iklim,
keamanan, audio /visual, pengawasan, dll, yang kesemuanya menggunakan tertanam
perangkat untuk pemantauan dan pengendalian. (Michael Barr, 2007)
Selain tertanam sistem dijelaskan umumnya didasarkan pada
komputer kecil, kelas baru dari perangkat nirkabel miniatur disebut motes
dengan cepat mendapatkan 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)
B. SEJARAH
SISTEM EMBEDDED
Salah satu sistem tertanam yang diknenali pertama
adalah 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 karena dipekerjakan sirkuit kemudian
baru dikembangkan terpadu monolitik untuk mengurangi ukuran dan
berat. Massa-diproduksi tertanam sistem awal adalah Autonetics D-17
panduan computer untuk rudal Minuteman , dirilis pada tahun
1961. Dibangun dari transistor logika dan memiliki hard disk untuk memori
utama. Ketika Minuteman II masuk ke produksi pada tahun 1966, D-17 diganti
dengan komputer baru yang menggunakan 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 diperlukan memori eksternal banyak dan chip dukungan. Pada tahun
1978 Nasional Rekayasa Asosiasi Produsen merilis standar untuk mikrokontroler
diprogram, termasuk hampir semua pengendali berbasis komputer, seperti komputer
papan tunggal, numerik, dan pengendali berdasarkan aktivitas. (Michael Barr dan
Anthoni J. Massa, 2006)
Sebagai
biaya mikroprosesor dan mikrokontroler jatuh itu menjadi layak untuk menggantikan mahal tombol berbasis analog komponen seperti 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 seperti prosesor
dan bentuk modern dari mikrokontroler memungkinkan suatu lebih luas
digunakan bahkan, yang pada akhir dekade adalah norma bukan pengecualian untuk
hampir semua perangkat elektronik. (Michael Barr dan Anthoni J. Massa, 2006)
Integrasi
mikrokontroler telah semakin meningkatkan aplikasi yang embedded system
digunakan ke daerah-daerah di mana biasanya komputer tidak akan
dipertimbangkan. Tujuan umum dan relatif murah mikrokontroler mungkin
sering diprogram untuk memenuhi peran 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
tambahan mungkin diperlukan dan sebagian besar usaha desain dalam perangkat
lunak. Sifat tidak berwujud perangkat lunak membuatnya lebih mudah untuk
revisi prototipe dan uji baru dibandingkan dengan desain dan konstruksi sirkuit
baru tidak menggunakan prosesor tertanam.
Sumber gambar : www.computerhistory.org/collections/accession/102622655
Apollo Guidance Computer
C.
PERKEMBANGAN SISTEM EMBEDDED
Perkembangan embedded system di masa sekarang
ini terus mengalami kemajuan yang sangat pesat baik secara fisik
(perangkat/hardware) maupun non fisik (program/software) seiring dengan
berkembangnya kemampuan berfikir manusia serta kebutuhan akan hadirnya teknologi
baru yang mampu memberikan kemudahan dan kenyamanan dalam melakukan aktivitas.
Embedded system merupakan salah satu teknologi yang saat ini banyak
dikembangkan oleh para engineer dalam menciptakan peralatan dengan fungsi
khusus untuk aplikasi tertentu akan tetapi dengan sumber daya yang minimal.
Sehingga dapat mereduksi dimensi peralatan yang dibuat serta biaya produksi
dalam proses pengembangannya. Karena kebutuhan akan peralatan yang bersifat
portable, minimalis dari segi dimensi serta biaya pengembangan yang rendah,
banyak engineer yang merancang embedded system dengan berbasiskan open source
pada sisi software. Sistem operasi open source yang umumnya banyak digunakan
untuk merancang embedded system ini adalah linux. Dalam aplikasinya, sistem linux
yang ditanamkan dalam embedded system lebih dikenal dengan embedded linux. Penggunaan
sistem operasi linux dalam pengembangan embedded system memiliki
keunggulan-keunggulan jika dibandingkan dengan sistem operasi yang lain,
diantaranya sistem kernel yang bersifat relatif stabil, tidak adanya biaya
lisensi penggunaan program tersebut serta kode-kode program (source code) yang
mudah untuk dimodifikasi dan di didistribusi ulang.
D.
ARSITEKTUR SISTEM EMBEDDED
Arsitektur sistem embedded merupakan sebuah
abstraksi dari perangkat embedded. Komponen hardware dan software bukan
direpresentasikan sebagai beberapa komposisi dari elemen yang berinteraksi.
Arsitektur sistem embedded merupakan hal yang penting dalam menyelesaikan
tantangan yang dihadapi saat mendesain sistem baru. Tantangan yang biasa
dihadapi adalah
• mendefinisikan dan meng-capture desain
system
• keterbatasan biaya
• menentukan integritas sistem, seperti
kehandalan dan keamanan
• bekerja dalam batas-batas fungsi elemen
yang tersedia (seperti processing power, memori, battery life, dll)
• marketability dan sellability
• persyaratan deterministik
Arsitektur dapat bertindak sebagai dasar yang
kokoh untuk menganalisis dan menguji kualitas perangkat dan kinerja di bawah
berbagai keadaan. Mendefinisikan dan memahami arsitektur sistem embedded
merupakan komponen penting dari desain sistem Setiap sistem embedded memiliki
arsitektur. Arsitektur embedded adalah alat yang berguna dalam memahami semua
elemen utama, mengapa semua elemen berada ditempatnya dan mengapa semua elemen
berperilaku demikian.
|
|
|
Arsitektur Embedded System
|
E.
APLIKASI SISTEM EMBEDDED
|
Aerospace
|
Sistem navigasi,sistem pendaratan otomatis,
flight attitude controls, engine controls, space exploration (seperti the
mars pathfinder)
|
|
|
Otomotif
|
Fuel injection control, passenger
environmental controls, anti-locking braking systems, air bag controls, GPS
mapping, cruise control
|
|
|
Mainan anak
|
Video games, MindStone system
|
|
|
Komunikasi
|
Satelite, network routers, switches, hubs
|
|
|
Peralatan komputer
|
Printer, scanner, keyboard, displays,
modems, hard disk, CD-ROM, USB
|
|
|
Peralatan rumah tangga
|
Mesin cuci, microwave oven, VCR‟s, DVD,
televisi, stereo, sistem alarm keamanan atau keebakaran, lawn sprinkler
controls, thermostats, kamera digital, clock radios, cell phones
|
|
|
Industri
|
Elevator controls, surveillance systems,
robots
|
|
|
Instrumentation
|
Data collection, oscilloscopes, signal
generators, signal analyzers, power supplies
|
|
|
Kesehatan
|
CT, one touch glucose meter, almost all
medical facility
|
|
|
Peralatan kantor
|
Mesin FAX, mesin fotocopy, telepon
|
|
|
Perorangan
|
PDA, pager, IPOD, MP3 player, telepon
selular
|
Keterangan :
1.
User Interface : untuk interaksi dengan
pengguna. Terdiri keyboard, touch pad,
2. ASIC: Application Specific Integrated
Circuit : untuk fungsi yang spesifik seperti motor control, data modulation,
3.
Microcontroller(μC) : bagian dari
mikroprosesor
4.
Real Time Operating System (RTOS):
terdiri dari semua software untuk kontrol sistem dan interface pengguna
5.
Controller Process: Keseluruhan kontrol
algoritma untuk proses eksternal yang menyediakan waktu dan kontrol untuk
berbagai unit di dalam sistem embedded.
6.
Digital Signal Processor (DSP) ,
merupakan jenis dari mikroprosessors
7.
DSP assembly code : kode untuk DSP yang
disimpan dalam memori program
8.
Dual Ported Memory : Data Memory yang
dapat diakses oleh dua prosesor pada saat yang sama
9.
CODEC: Compressor/Decompressor data
10.
User Interface Process : Bagian dari
RTOS yang menjalankan perangkat lunak untuk kegiatan interface pengguna
11. Controller
Process : Bagian dari RTOS yang menjalankan software untuk timing dan control
antara berbagai unit dari sistem embedded
F.
KATEGORI SISTEM
EMBEDDED :
Sistem embedded dapat diklasifikasikan
berdasarkan fungsi dan performansinya yaitu sebagai berikut :
– Sistem Embedded berdiri sendiri (Stand Alone)
Sistem embedded yang termasuk kategori
ini dapat bekerja sendiri. Sistem embedded ini dapat menerima input digital
atau analog, melakukan kalibrasi, konversi, pemprosesan data serta menghasilkan
output data ke periperal output misalnya display LCD. Contoh alat yang termasuk
kategori ini adalah konsol video game, MP3 player, kamera digital.
– Sistem Embedded Real-Time
Sistem dapat
dikategorikan sebagai real-time jika waktu respon merupakan hal yang sangat
penting. Beberapa tugas tertentu harus dilakukan pada periode waktu yang
spesifik. Ada 2 tipe sistem embedded real time yaitu sistem embedded hard real
time dan soft real-time.
– Sistem Embedded Hard Real-Time
Untuk sistem embedded ini, pengerjaan
operasi melebihi waktu yang ditentukan dapat menyebabkan terjadinya kegagalan
yang fatal dan menyebabkan kerusakan pada alat. Batas waktu respon untuk sistem
ini sangatlah kritis yaitu dalam milidetik bahkan lebih singkat lagi. Contohnya
penyelesaian operasi yang tidak sesuai waktunya pada sistem embedded kontrol
rudal dapat menyebabkan bencana. Sistem embedded ini juga dapat ditemui pada
kehidupan sehari-hari misalnya pada sistem kontrol kantong udara pada mobil.
Waktu tunda pada sistem ini dapat mengancam keselamatan pengendara mobil karena
kecelakaan biasanya terjadi dalam waktu yang sangat singkat. Sistem embedded
harus dapat bekerja dengan batas waktu yang sangat tepat. Pemilihan chip dan
RTOS sangatlah penting pada sistem embedded hard real-time ini.
– Sistem Embedded Soft Real-Time
Pada beberapa sistem embedded lainnya
keterlambatan waktu respon dapat ditoleransi pada batas tertentu. Pelanggaran
batas waktu dapat menyebabkan performansi menurun namun sistem dapat tetap beroperasi.
Contoh alat pada kategori ini adalah mikrowave dan mesin cuci. Walaupun ada
batas waktu untuk setiap operasinya namun keterlambatan yang dapat ditoleransi
dapat dalam hitungan detik bukan milidetik.
– Networked Embedded Systems
Sistem embedded jaringan menghubungkan
jaringan dengan interface jaringan ke sumber akses. Jaringan yang dihubungkan
bisa jadi Local Area Network (LAN), Wide Area Network (WAN) atau internet.
Sambungan dapat menggunakan kabel atau nirkabel. Networked embedded system
dapat dikategorikan berdasarkan sambungannya tersebut. Namun dalam banyak
sistem, penggunaan kabel maupun nirkabel dalam sistem embedded sering
dilakukan. Contoh dari LAN networked embedded system adalah sistem pengamanan
rumah dimana semua sensor (misalnya pendeteksi gerak, sensor tekanan, sensor
cahaya ataupun sensor asap) semua terhubung melalui kabel dan dijalankan dengan
protokol TCP/IP. Sistem pengamanan rumah dapat diintegrasikan dengan jaringan
sistem pengamanan rumah dengan tambahan jaringan kamera yang dijalankan dengan
protokol HTTP. Jadi semua sistem embedded dapat dikategorikan seperti
klasifikasi sebelumnya namun pembagiannya tidak mutlak. Subsistem dari sistem
embedded jaringan dapat real-time ataupun non real-time. Sistem real-time dapat
berdiri sendiri atau terhubung dengan jaringan.
-Mobile Devices
A. Mobile device seperti ponsel, PDA,
smart phone, dll merupakan kategori khusus dari sistem embedded.
B. Mobile device dianggap sebagai sistem
embedded meskipun masih ada keterbatasan pada kendala memory, ukuran yang
kecil, kurangnya interface.
G. KOMPONEN-KOMPONEN
SISTEM EMBEDDED
1. Central Processing Unit (CPU)
Central
Processing Unit atau sering lebih dikenla dengan processor bertugas melakukan
fungsi logika dan matematika, transfer data, dan pengolah instruksi. Sebuah CPU
berisikan register-register, Arithmetic Logic Unit (ALU), Program Couter dan
Stack Pointer.
Operasi
dasar suatu CPU adalah mengeksekusi sederetan perintah tersimpan yang disebut
sebagai program. Wujud program berupa sederetan bilangan yang disimpan dalam
memori. Menurut arsitektur von Neumann ada empat langkah proses dalam CPU,
yaitu fetch, decode, execute, dan writeback. Langkah fetch adalah langkah untuk
mengambil instruksi dari memori program. Lokasi pengambilan program ditentukan
oleh PC (Program Counter). Pada langkah selanjutnya, yaitu decode, instruksi
yang telah diambil diuraikan untuk diolah lebih lanjut pada bagian – bagian
khusus CPU. Sedangkan langkah execute, beberapa operasi hasil penguraian pada
langkah sebelumnya mulai bekerja sama dan menyelesaikan perintah tersebut. Jika
pada langkah ini terjadi penghitungan aritmatika maka ALU akan mulai berfungsi.
Langkah terakhir, yaitu writeback, adalah menuliskan kembali hasil operasi pada
memori maupun register-register yang telah ditunjuk. Hasil tersebut mungkin
saja digunakan untuk proses eksekusi perintah berikutnya, yang akan kembali melalui
langkah pertama.
Perbedaan
CPU antarprodusen terletak pada hal-hal berikut :
1. Lebar jalur data (data bus).
Ada yang menggunakan 4, ,8,16, dan 32 bit
2. Daftar instruksi : RISC, CISC
3. Jumlah register
4. Mode pengalamatan
5. Jumlah interrupt
6. Kecepatan/daya/ukuran
Berikut
uraian singkat mengenai perbedaan-perbedaan yang mungkin terjadi berkaitan
dengan CPU pada berbagai produsen.
Lebar
jalur data merepresentasikan kemampuan CPU untuk mengolah banyaknya informasi
dalam sekali waktu pemrosesan. Semakin lebar jalur data, maka kemampuannya
semakin besar. Perbedaan lainnya pada daftar instruksi. Ada dua jenis
arsitektur CPU, yaitu RISC (Reduced Instruction Set Computer) dan CISC (Complex
Intruction Set Computer). Perbedaan utama keduanya adalah CPU RISC mengeksekusi
perintah lebih cepat daripada CISC karena tidak melalui proses konversi micro
code.
CPU CISC dilengkapi dengan
banyak daftar instruksi untuk mempermudah programmer membuat program dengan
kode sumber sesingkat mungkin. CPU RISC memiliki lebih sedikit variasi instruksi
sehingga programmer harus menulis lebih banyak baris kode untuk menghasilkan
programm yang sama. CPU CISC memiliki converter microcode di dalamnya sehingga
membutuhkan lebih banyak siklus mesin saat eksekusi instruksi sehingga
kecepatan CISC relatif lebih lambat dibandingkan RISC.
Register
merupakan sebuah lokasi atau wadah sementara untuk penyimpanan hasil operasi.
Jumlah register antar CPU dapat berbeda. Mode pengalamatan berhubungan dengan
mode CPU mem-fetch informasi dari memori. Baik register maupun mode
pengalamatan berpengaruh tarhadap kemudahan pemrograman mikrokontroler.
Sebuah
interrupt, dapat dianalogikan seperti interupsi terhadap suatu kegiatan yang
sedang berlangsung, misalnya interupsi pada proses pengadilan. Jika interupsi
diizinkan, maka proses sebelumnya akan dihentikan untuk mengerjakan kegiatan
baru yang diminta interrupt. Setelah kegiatan interupsi tersebut selesai , maka
kegiatan dikembalikan ke proses sebelumnya.
2. Port Input-Output
Bagian
yang sangat penting ini dapat di ibaratkan sebagai kaki-tangan dan panca indera
pada tubuh manusia. Port Input ibarat panca indera manusia. Dia menerima
masukan dari dunia luar untuk diproses lebih lanjut pada tubuh mikrokontroler.
Contoh konkret input bagi mikrokontroler adalah sensor suhu, sensor garis,
sensor asap, dan penekanan tombol. Sedangkan port output ibarat kaki-tangan
pada manusia. Melalui port output, mikrokontroler mengirimkan sinyal ke dunia
luar. Sinyal itu dapat digunakan untuk menyalakan led, motor, membunyikan
speaker/ buzzer, dan mengendalikan apa saja dengan mempertimbangkan perantara/
rangkaian drivernya.
3. Memori
Memori ini
terdiri atas internal ROM (Read Only Memory) dan internal RAM (Random Acces
Memory). Internal ROM merupakan memori penyimpanan program yang isinya tidak
dapat diubah atau dihapus.
Umumnya,
internal ROM disebut sebagai memori program. Ada berbagai jenis ROM, antara
lain Mask ROM, PROM/OTP, EPROM, EEPROM. Mask ROM diprogram saat manufaktur.
PROM/OTP hanya dapat diprogram sekali saja, sesuai namanya : One Time
Programmable (OTP). EPROM memerlukan sinar ultraviolet untuk penghapusan data.
Sedangkan EEPROM dapat dihapus dan diisi kapan saja hanya dengan menggunakan
proses elektrik. Perkembangan ROM menghantarkannya pada teknologi flash ROM
(EEPROM). Dengan teknoloi ini, ROM dapat ditulis atau diprogram berulang-ulang.
Meskipun catu daya dimatikan, data pada ROM tidak hilang.
Sedangkan
internal RAM merupakan penyimpanan datta yang isinya dapat diubah dan dihapus.
RAM biasanya berisi data variabel dan register yang umumnya disebut memori
data. Data yang tersimpan pada RAM bersifat sementara dan dapat dihilangkan
jika catu data dimatikan. RAM terbagi atas SRAM dan DRAM. Hampir semua RAM
dalam mikrokontroler adalah SRAM karena waktu aksesnya lebih cepat, sedangkan
komputer PC menggunkan DRAM.
H.
FITUR SISTEM EMBEDDED
Adapun
perangkat lunak lain, desainer embedded system menggunakan kompiler, perakit,
debuger untuk mengembangkan sistem perangkat lunak tertanam. Namun, mereka juga
dapat menggunakan beberapa alat yang lebih spesifik:
·
Dalam debugger sirkuit atau emulator lihat
bagian berikutnya.
·
Utilitas untuk menambahkan checksum atau CRC
ke program, sehingga sistem tertanam dapat memeriksa jika program tersebut valid.
·
Untuk sistem yang menggunakan pemrosesan
sinyal digital, pengembang dapat menggunakan matematikabangkukerja
seperti Scilab / Scocis, MATLAB/ Simulink, EICASLAB, Mathcad,Mathematicha atau Flowstone DSP untuk simulasi matematika. Mereka juga dapat
menggunakan perpustakaan untuk kedua host dan sasaran yang menghilangkan
berkembang DSP rutinitas seperti yang dilakukan di DSPnano RTOSdan Unison
sistem operasi
Perangkat lunak dapat berasal
dari berbagai sumber:
- Software perusahaan yang mengkhususkan diri
di pasar embedded
- Porting dari GNU alat pengembangan
perangkat lunak
- Kadang-kadang, pengembangan alat untuk
komputer pribadi dapat digunakan jika prosesor tertanam adalah relatif dekat
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,
asisten pribadi 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 seperti Linux, NetBSD,
OSGi atau Jawa Embedded
diperlukan sehingga penyedia perangkat lunak pihak ketiga dapat menjual ke
pasar yang besar. (John Catsoulis, 2005)
I.
KARAKTERISTIK
SISTEM EMBEDDED
1. Embedded system yang dirancang
untuk melakukan tugas tertentu, bukan menjadi komputer tujuan umum untuk
berbagai keperluan. Beberapa juga memiliki real-time performance kendala yang harus
dipenuhi, dengan alasan seperti keamanan dan kegunaan yang lainnya mungkin
tidak memiliki 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, bagian
komputerisasi dalam perangkat yang lebih besar yangmelayani 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 mobil menyediakan fungsi spesifik sebagai subsistem dari
mobil itu sendiri.
3. Instruksi program 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)
J. MICROCONTROLLER DAN HUBUNGANNYA
DENGAN EMBEDDED SYSTEM
Microcontroller
adalah sebuah komputer kecil di dalam satu sirkuit yang berisi inti prosesor,
memori, dan input/output peripheral yang dapat diprogram, dan di desain khusus
untuk embedded system. Microcontroller berukuran kecil dan murah, sangat
berbeda dengan apa yang ada di komputer. Kenapa berbeda? Karena menyesuaikan
kebutuhan, microcontroller ini didesain untuk suatu tujuan khusus, bukan untuk
melakukan pekerjaan-pekerjaan rumit seperti yang ada di computer sebenarnya. Embedded
system tidak membutuhkan kapasitas data dan address bus yang terlalu besar, itu
sebabnya microcontroller ini berukuran lebih kecil, dan harga harus terjangkau
karena akan dipasangkan ke barang-barang elektronik yang harganya juga
terjangkau.
Microcontroller
K.
CONTOH SISTEM EMBEDDE
Embedded
system dapat berjalan karena salah satunya ada microcontroller di dalamnya.
Sudah sedikit disinggung di atas bahwa microcontroller akan dipasangkan ke
barang-barang elektronik, berarti di dalam barang-barang elektronik itu
terdapat embedded system. Contoh yang paling dekat dengan kita adalah
barang-barang elektronik yang berhubungan dengan kebutuhan rumah-tangga,
misalnya lemari pendingin, mesin cuci otomatis, kompor listrik, televisi,
telepon, dan lain-lain. Tidak hanya itu saja, radio dan kamera DSLR atau pocket
pun juga memakai embedded system.
Aspek-aspek yang membedakan Embedded
System dari sistem lain :
a. Biaya(cost)
a. Biaya(cost)
Ini merupakan aspek yang dapat dikatakan paling penting karena sangat
mempengaruhi desain suatu embedded system secara keseluruhan. Dalam membuat
suatu embedded system, biasanya dipilih komponen-komponen secara optimal, yaitu
yang memungkinkan implementasi sistem tersebut tetapi dengan biaya yang
serendah-rendahnya. Hal ini karena perbedaan harga sedikit saja dapat sangat
berpengaruh ketika embedded system tersebut harus dipasarkan secara luas dalam
jumlah yang besar.
b.
Constraint waktu Tidak sedikit embedded system
yang sekaligus merupakan real-time system, yaitu sistem yang prosesnya
terbatasi oleh batas waktu. Sistem-sistem ini umumnya merupakan sistem yang
digunakan untuk keperluan yang kritikal, dan harus selalu aktif. Dengan
demikian tidak seperti system komputer desktop yang dapat dilakukan reboot,
misalnya untuk menjaga kestabilannya atau menangani serangan tertentu seperti
virus, dalam embedded system tertentu hal tersebut mungkin tidak dapat
diterima. Embedded system harus selalu stabil, termasuk dalam gangguan oleh
serangan. Harus diperhatikan bagaimana jika suatu real-time system mengalami
serangan Denial of Service (DoS) yang membuatnya menjadi lambat sehingga batas
waktunya tidak lagi
terpenuhi.
terpenuhi.
c.
Interaksi langsung dengan dunia nyata Banyak embedded system,
umumnya embedded control application, harus berhubungan langsung dengan dunia
nyata. Akibatnya adalah kesalahan suatu gangguan bisa berakibat lebih fatal
dibandingkan sistem komputer yang biasa. Jika misalnya suatu komputer server
yang menyimpan database mengalami gangguan, paling parah yang terjadi adalah
kehilangan data, dan apabila database tersebut di-backup secara berkala maka
kerugiannya lebih kecil lagi. Hal ini akan sangat berbeda jika misalnya sistem
kontrol dalam suatu pabrik kimia mengalami gangguan dan melakukan kesalahan.
d. Constraint energy
Banyak embedded system yang
mengambil daya dari baterai. Hal ini berarti munculnya satu titik serangan baru
pada embedded system, yaitu power supply.e. Elektronika Masih berhubungan
dengan yang terakhir, karena embedded system merupakan sistem yang sangat erat
dengan elektronika, maka seranganserangan atau gangguan juga mungkin dilakukan
secara elektrik, misalnya analisis dengan multimeter, logic analyzer, dan
sebagainya. Walaupun sistem komputer lain pada dasarnya juga merupakan alat
elektronik, tetapi kemungkinan hal ini dilakukan lebih tinggi untuk embedded
system.
Sumber Referensi :
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.
Budi Widodo, Romy.2009. “Embedded System”. Yogyakarta : Andi John Catsoulis (2005). Embedded system
