Artikel Mikroprosesor RISC - V

By pebriardiansyah25
29 September 2021
No Comments

Artikel Mikroprosesor RISC – V

SEJARAH RISC V

Proyek ini dimulai pada tahun 2010 di University of California, Berkeley bersama dengan banyak kontributor sukarelawan yang tidak berafiliasi dengan universitas. Set instruksi RISC-V dikembangkan di Laboratorium Komputasi Paralel Universitas (Lab Par); ini adalah proyek lima tahun untuk memajukan komputasi paralel yang didanai oleh Intel, Microsoft, sumber industri lainnya, dan Negara Bagian California. Bahasa konstruksi perangkat keras Pahat, yang digunakan untuk merancang banyak prosesor RISC-V, juga dikembangkan di Par Lab.

Tidak seperti desain akademik lainnya yang biasanya dioptimalkan hanya untuk kesederhanaan eksposisi, para perancang bermaksud agar set instruksi RISC-V dapat digunakan untuk komputer praktis. Saat ini, komunitas RISC-V diawasi oleh RISC-V International – asosiasi nirlaba global yang berbasis di Swiss. Didirikan pada tahun 2015 sebagai Yayasan RISC-V dengan 29 anggota, RISC-V sekarang menjadi organisasi global dengan lebih dari 750 anggota di lebih dari 50 negara.

Tidak ada paten terkait RISC-V yang diajukan, karena ISA RISC-V sendiri tidak mewakili teknologi baru. ISA RISC-V didasarkan pada gagasan arsitektur komputer yang telah ada setidaknya 40 tahun yang lalu. Implementasi prosesor RISC—termasuk beberapa berdasarkan standar ISA terbuka lainnya—tersedia secara luas dari berbagai vendor di seluruh dunia.

RISC-V International tidak mengelola atau menyediakan implementasi RISC-V open-source, hanya spesifikasi standar. Perangkat lunak RISC-V dikelola oleh masing-masing proyek perangkat lunak sumber terbuka.

Perbedaan arsitektur RISC V dengan ARM dan X86

Perbedaan utama antara mereka yang berada dalam aspek ini adalah bahwa instruksi ARM hanya beroperasi pada register dengan beberapa instruksi untuk memuat dan menyimpan data dari / ke memori sementara x86 dapat beroperasi secara langsung pada memori juga. Hingga v8 ARM adalah arsitektur asli 32 bit, lebih menyukai operasi empat byte daripada yang lain.

Jadi ARM adalah arsitektur yang lebih sederhana, mengarah ke area silikon kecil dan banyak fitur hemat daya sementara x86 menjadi binatang buas dalam hal konsumsi daya dan produksi.

Tentang pertanyaan pada ” Apakah Arsitektur x86 dirancang khusus untuk bekerja dengan keyboard sementara ARM mengharapkan untuk mobile? “. x86tidak dirancang khusus untuk bekerja dengan keyboard maupun ARMuntuk seluler. Namun sekali lagi karena pilihan arsitektur inti sebenarnya x86 juga memiliki instruksi untuk bekerja secara langsung IOsementara ARM belum. Namun dengan bus IO khusus seperti USB, kebutuhan fitur-fitur tersebut juga menghilang.

Perkembangan RISC – V

Kebanyakan riset tentang prosesor RISC ditujukan untuk memperbaiki kinerja sistem komputer secara keseluruhan. Analisis yang mendalam menunjukkan bahwa ada dua arah perlembangan penting prosesor RISC yaitu upaya ke arah pemanfaatan teknologi proses yang mampu menghasilkan prosesor cepat, misalnya teknologi bipolar ECL (emitter-coupled logic) serta pemanfaatan bahan semikonduktor GaAs(galium arsenida). Arah lain adalah upaya untuk merancang arsitektur multiprosesor dan mengintegrasikan unit-unit fungsional pendukung pemrosesan paralel dalam satu cip.

Implementasi RISC dengan contoh penggunaannya

Autopilot berbasis Lisa-S terdiri dari sensor dan processor yang memiliki kemampuan
komputasi, mencukupi untuk menerbangkan platform yang tidak stabil, seperti multirotor untuk
bergerak secara autonomus mengikuti koordinat yang telah ditentukan. Di dalam literature [13],
dijelaskan bahwa ukuran dari Lisa-S hanya sebesar 20 mm X 20 mm X 5 mm, dengan berat 2.8 grams.
Di dalamnya terdapat processor berbasis ARM, yakni ARM Cortex-M3 MCU yang memiliki clock
speed sebesar 72 Mhz dan memiliki kemampuan perhitungan 32 bit secara native. Processor ARM
Cortex-M3 MCU di dalam Lisa-S dilengkapi dengan RAM sebesar 64 Kb dan Flash ROM sebesar 512
KB. Dengan spesifikasi tersebut, terlihat jelas bahwa platform Lisa-S sangat cukup untuk menjalankan
perintah autopilot. Sebagai autopilot, tentunnya Lisa-S dilengkapi dengan berbagai sensor yang
mendukung operasi autonomus flight tersebut. Sensor yang terdapat di dalam Lisa-S adalah Inertial
Measurement Unit (IMU) yang terdiri dari gyroscope dan accelerometer 3 axis, Invense MPU-6000.
Selain itu, dilengkapi juga dengan magnetometer 3 axis dari Honeywell, HMC5883L dan sensor
ketinggian, barometer (altimeter) MS5611. Experiment yang dilakukan di dalam literature [13],
melengkapi Lisa-S autopilot dengan GPS waypoint navigation external, U-Blox Max-7Q dan juga
SuperbitRF untuk komunikasi di frequency radio. Dari hasil flight test yang dilakukan di dalam literature
[13] menunjukkan bahwa Lisa-S autopilot dapat bekerja dengan baik saat diimplementasikan ke dalam
Ladybird 8.5 by 8.5 cm brushless quad rotor. Menurut literature [13], kemampuan open source dari
hardware dan software yang digunakan di dalam Lisa-S merupakan keunggulan utama dari autopilot ini.