1.1. Latar Belakang Masalah

BAB 1
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang Masalah
Sebuah embedded system berbasis mikrokontroller umumnya memiliki
pilihan tampilan keluaran yang terbatas.
Jenis tampilan yang
biasa digunakan
adalah LCD dot-matrix karakter atau grafik dengan ukuran yang kecil. Modul yang
biasa dipakai adalah LCD dot matrix karakter dengan ukuran 16x2 atau 16x4
Kedua modul tersebut memiliki kekurangan yaitu ukuran display dan resolusi
yang kecil, akibatnya informasi yang ditampilkan sangat sedikit. Solusi potensial
untuk masalah tersebut adalah dengan menggunakan monitor komputer. Monitor
komputer umumnya berukuran minimal 17 inchi sehingga bisa menampilkan lebih
banyak informasi.
Menggunakan monitor komputer sebagai tampilan keluaran memiliki
keuntungan dari segi biaya dan lingkungan. Monitor komputer termasuk barang
consumer electronic sehingga tersedia di hampir semua toko perlengkapan komputer
dan harganya murah karena diproduksi dalam jumlah besar. Kebalikannya, modul
LCD 16x2 hanya tersedia di beberapa toko komponen elektronik.
Dari segi lingkungan, menggunakan monitor komputer sebagai tampilan
untuk embedded system berpotensi dapat mengurangi sampah elektronik. Karena
perkembangan teknologi, banyak monitor dengan resolusi 640x480 piksel tidak bisa
dipakai lagi. Contohnya adalah sistem operasi terbaru seperti Windows 8 yang
mensyaratkan resolusi minimal 1024x768. Sekalipun monitor dengan resolusi
1
640x480 sudah tidak mampu mengakomodasi kebutuhkan komputer modern, akan
tetapi masih cukup memadai untuk embedded system.
Untuk menggunakan monitor komputer dibutuhkan suatu controller yang
mampu membangkitkan sinyal-sinyal yang dibutuhkan. Controller ini biasanya
berbentuk kartu ekspansi dan biasa disebut VGA Card seperti yang ditunjukkan pada
gambar Gambar 1-1. VGA Card kemudian berkomunikasi dengan prosesor di
komputer menggunakan bus berkecepatan tinggi seperti PCI-E. Blok diagram dari
sistem ini ditunjukkan oleh Gambar 1-2
Gambar 1-1. VGA Card untuk komputer personal
2
Gambar 1-2. Blok diagram komputer personal
Sebuah embedded system juga membutuhkan VGA Card untuk dapat
menggunakan monitor , akan tetapi tidak adanya dukungan bus berkecepatan tinggi
pada embedded system seperti mikrokontroller membuat mikrokontroller tidak bisa
menggunakan VGA card yang didesain untuk komputer personal. Sehingga
dibutuhkan sebuah VGA controller yang didesain khusus untuk digunakan oleh
mikrokontroller. Blok diagram dari sistem ini ditunjukkan oleh Gambar 1-3.
Gambar 1-3. Blok diagram embedded system dengan VGA card.
Protokol komunikasi dengan embedded system menggunakan protokol yang
hanya membutuhkan sedikit pin dan dengan kecepatan yang relatif rendah. Hal ini
memiliki tujuan agar VGA controller tidak terlalu membebani embedded system dari
sisi kemampuan komputasi dan sumber daya fisik seperti jumlah pin. Protokol
tersebut dapat berupa SPI, UART atau I2C yang umum terdapat di mikrokontroller
3
paling rendah sekalipun.
1.2. Perumusan Masalah
Standar VGA adalah standar monitor tanpa buffer. Artinya VGA controller
harus mengirimkan data secara terus menerus sekalipun informasi yang ditampilkan
di monitor tidak berubah. Data yang dikirim juga harus memenuhi spesifikasi
pewaktuan standar VGA yang ketat. Pada pengembangan embedded system dengan
design tool, pada umumnya pemrograman dilakukan dengan bahasa C dimana
konsistensi pewaktuan tidak diprioritaskan.
Mengingat controller perlu menjalankan 2 fungsi, yaitu membangkitkan
sinyal VGA yang memiliki pewaktuan ketat dan berkomunikasi dengan embedded
system dengan pewaktuan yang lebih longgar, maka untuk mendapatkan performa
pewaktuan yang ketat algoritma controller harus ditulis dalam bahasa level rendah
dengan memperhitungkan secara seksama waktu eksekusi masing-masing instruksi.
1.3. Pembatasan Masalah
Dengan tujuan untuk memberikan alternative bagi tampilan LCD dot matrix,
maka VGA controller yang akan didesain ini dirancang untuk menampilkan karakter
ASCII dan tampilan dibatasi berwarna tunggal (monochrome). Protokol komunikasi
adalah serial dan dapat berupa salah satu dari UART, SPI atau I2C tergantung mana
yang memungkinkan untuk diimplementasikan.
Sebuah sistem berbasis Arduino kemudian dirancang untuk berkomunikasi
dengan VGA controller dengan tujuan mendemonstrasikan kemampuan controller.
Pemrograman Arduino menggunakan bahasa C untuk menunjukkan bahwa sistem
4
yang menggunakan VGA controller ini tidak perlu memiliki timing yang ketat.
1.4. Maksud dan Tujuan
Maksud dan Tujuan Tugas Akhir ini adalah:
1) Dapat mempelajari standar VGA dan sinyal-sinyal yang perlu dibangkitan untuk
menampilkan informasi di monitor.
2) Dapat mengolah data dari memory internal mikrokontroller agar bisa dikeluarkan
dengan berdasar standar VGA
3) Dapat berkomunikasi dengan sistem lain untuk menerima perintah karakter yang
perlu ditampilkan.
1.5. Sistematika Penulisan
BAB 1
:
Pendahuluan
Membahas mengenai latar belakang, tujuan, pembatasan masalah
serta sistematika penulisan Tugas Akhir
BAB 2
:
Landasan Teori
Membahas tentang standar sinyal VGA dan arsitektur AVR
BAB 3
:
Perancangan Sistem
Membahas strategi dan teknik dalam mengimplementasikan
controller
BAB 4
:
Hasil Pengujian dan Pembahasan
Menguji kinerja algoritma controller dan dibandingkan dengan
standar pewaktuan VGA secara simulasi
5
Menguji controller dengan monitor VGA dan embedded system
untuk diuji fungsionalitasnya
BAB 5
:
Kesimpulan
Membahas kesimpulan-kesimpulan dari pengujian controller dan
kemungkinan-kemungkinan pengembangan controller.
6