KOMPETENSI DASAR Memahami fungsi embedded system sebagai bagian dari sistem komputer peralatan elektronik/mekanik Modul 1 INFORMATIKA XI – EMBEDDED SYSTEM Tujuan Pembelajaran Setelah mempelajari modul ini, Anda diharapkan mampu : Mengklasifikasikan embedded system pada alat-alat elektronik/mekanik dalam kehidupan sehari-hari. Materi Pembelajaran A. Pengertian Embedded System Embedded system atau sistem tertanam merupakan sistem komputer khusus yang dirancang untuk menjalankan tugas tertentu dan biasanya sistem tersebut tertanam dalam satu kesatuan sistem.Embedded system kadang juga diistilahkan dengan Embedded Computer. Sistem ini menjadi bagian dari keseluruhan sistem yang terdiri atas mekanik dan perangkat keras lainnya. Sistem embedded merupakan sebuah sistem (rangkaian elektronika) digital yang merupakan bagian dari sebuah sistem yang lebih besar, yang biasanya bukan berupa sistem elektronika. Kata embedded menunjukkan bagian yang tidak dapat berdiri sendiri. Berbeda dengan sistem digital yang didesain untuk general purpose (serbaguna). 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. Ciri-ciri Embedded system adalah sistem dengan ciri-ciri sebagai berikut : 1. Mempunyai computing power. Dengan kata lain dilengkapi dengan sebuah processor 2. Memiliki tugas yang spesifik. Beda dengan PC atau Server yang relatif lebih multi purpose. B. Kategori Embedded System Berdasarkan fungsi dan juga performanya, sistem embedded computer ini dibagi menjadi dua, antara lain sebagai berikut. 1. Sistem embedded yang berdiri sendiri (stand alone) Perangkat standalone dapat berfungsi secara independen dari perangkat keras lainnya. Tidak terintegrasi ke dalam perangkat lain. Contoh : Kotak TiVo untuk merekam siaran televisi. Sedangkan DVR (digital video recorder) merupakan sistem embeded yang terintegrasi dengan DVD player. Stand alone juga dapat merujuk pada program software yang tidak memerlukan software selain sistem operasi untuk menjalankannya. Ciri – ciri pada sistem embedded ini antara lain: a. Bekerja secara otomatis b. Bisa melakukan pembagian berdasarkan skalanya c. Bisa melakukan perubahan dari bentuk satu ke bentuk yang lain d. Data yang diproses dapat ditampilkan pada layar, contohnya LCD Contoh sistem embedded yang berdiri sendiri antara lain: a. Konsol Video Game b. MP3 c. Kamera Digital d. Ponsel 2. Sistem Embedded Real Time Sistem yang dapat dikategorikan sebagai real time apabila waktu responnya dianggap penting. Sistem embedded real time sendiri juga dibagi menjadi dua yaitu sistem embedded hard real time dan soft real time. a. Sistem Embedded Hard Real Time – Pada sistem pengerjaan operasi ini, Jika waktunya melebihi waktu yang telah ditentukan dapat menyebabkan terjadinya kegagalan yang cukup fatal dan alatnya pun juga mengalami kerusakan. Untuk batas waktu responnya pun sangat tipis, hanya dalam milidetik atau bahkan lebih singkat lagi. Contoh benda yang menggunakan sistem ini adalah pada rudal, dan sistem kontrol kantong udara pada mobil, traffic light (lampu lalu lintas). Informatika XI – Embedded System 1 Gambar 1. Rudal S-400 buatan Rusia (sumber aksi.id) b. Sistem Embedded Soft Real Time – Berbeda dengan hard real time, pada sistem ini, waktu respon dapat di atur pada batas tertentu. Kalaupun sudah melebihi batas waktu yang ditentukan memang dapat menyebabkan performanya menurun tapi sistem tetap dapat berfungsi. Contoh benda yang menggunakan sistem ini adalah microwave, mesin cuci, rice coocker. Gambar 2. Rice cooker (sumber: bedbathandbeyond.com) C. Karakteristik Embedded System Dalam suatu sistem embedded biasanya mempunyai karakteristik sebagai berikut: 1. Menjadi bagian dari sistem yang lebih besar 2. Embedded system yang dirancang untuk melakukan tugas tertentu, bukan menjadi komputer tujuan umum untuk berbagai keperluan. 3. Embedded sistem tidak selalu perangkat mandiri. Banyak embedded system terdiri dari kecil, bagian 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 mobil menyediakan fungsi spesifik sebagai subsistem dari mobil itu sendiri. 4. Application Specific - instruksi program ini ditulis untuk embedded system disebut sebagai firmware, dan disimpan dalam memori hanya-baca (ROM) atau memori Flash chip. Mereka berjalan dengan sumber daya terbatas: memori kecil, dengan atau tanpa keyboard dan/atau layar kecil. Gambar 3. Stop kontak timer digital untuk menyalakan/mematikan alat elektronik secara otomatis sesuai jadwal yang diprogram sebelumnya (sumber:tokopedia.com) D. Komponen Utama Embedded System 1. Central Processing Unit (CPU) Central Processing Unit atau sering lebih dikenal dengan processor bertugas melakukan fungsi logika dan matematika, transfer data, dan pengolah instruksi. Sebuah CPU berisikan registerregister, Arithmetic Logic Unit (ALU), Program Counter dan Stack Pointer. Informatika XI – Embedded System 2 Operasi dasar suatu CPU adalah mengeksekusi sederetan perintah tersimpan yang disebut sebagai program. Wujud program berupa sederetan bilangan yang disimpan dalam memori. 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 suara, 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. Gambar 4. Remote control TV merupakan alat input dengan sensor sinar inframerah 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. Sedangkan internal RAM merupakan penyimpanan data 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 hilang jika catu daya/listrik dimatikan. E. Penerapan Embedded System dalam Kehidupan Sehari-hari Dalam kehidupan sehari-hari kita bisa menemukan banyak perangkat/device yang mengaplikasikan Embedded System. Sesuai sifatnya, kebanyakan yang perangkat yang memiliki embedded system adalah alat dengan kemempuan spesifik, seperti peralatan rumah tangga (microwave, penyedot debu dan mesin cuci) dan dalam perangkat kecil seperti beberapa digital device (Mp3 Player, jam tangan) serta communication device (ponsel, blackberry device). dalam penggunaan yang lebih lanjut, embedded sytem juga terdapat dalam alat-alat yang tergolong besar (lif, mobil, pesawat) dan produk-produk AI seperti robot. F. Glosarium 1. AI (Artificial Intelligent) : kecerdasan buatan, sebuah program yang dirancang agar mesin bisa “berpikir” seperti manusia seperti pada robot dan sebagainya. 2. PC : Personal Computer, merk dagang komputer produksi IBM yang kemudian istilah ini diterapkan kepada komputer yang secara umum yang kompatibel dengan PC IBM. Pesaing IBM adalah Macintosh dengan produknya yang bermerk Apple. 3. Sistem : satu kesatuan komponen yang saling terkait, saling mendukung. Informatika XI – Embedded System 3 LEMBAR KERJA Petunjuk : 1. Berdoalah sebelum mengerjakan lembar kerja dengan menunjuk salah seorang untuk memimpin doa! 2. Bentuklah kelompok terdiri dari 4-5 orang untuk mendiskusikan materi dan buatlah laporan/ catatan hasil diskusi dengan menyertakan nama anggota kelompok! Tugas Lengkapi tabel berikut untuk mengklasifikasi embedded system pada peralatan yang digunakan dalam kehidupan sehari-hari No Bidang 1. Kesehatan 2. Rumah tangga 3. Personal 4. Perkantoran 5. Peralatan digital 6. Pertahanan/militer Lain-lain (jika ada tambah sendiri) 7. Nama alat Informatika XI – Embedded System 4
