Perangkat Keras 8086/8088

Chapter 9

Perangkat Keras 8086/8088

Daftar Isi

• 1. Pendahuluan
• 2. Karakteristik DC
• 3. Clock Generator
• 4. Demultiplexing dan Buffering Bus
• 5. Bus Timing
• 6. 8088 AC Karakteristik
• 7. Minimum Mode vs Maximum Mode
• 8. The 8288 Bus Controller

1. Pendahuluan  kembali

Latar Belakang

Sebelum kita dapat merancang sistem yang kompleks dan menghubungkan komponen seperti memori atau perangkat Input/Output (I/O) ke mikroprosesor, kita mutlak harus memahami dasar-dasar perangkat kerasnya. Pemahaman mendalam tentang fungsi setiap pin dan ritme waktu (timing) bus adalah fondasi esensial untuk dapat melakukan interfacing dengan benar. Informasi dalam bab ini merupakan dasar yang sama untuk mikroprosesor Intel yang lebih baru sekalipun, menjadikannya pengetahuan fundamental.

Perbedaan Utama: 8086 vs. 8088

Meskipun keduanya adalah mikroprosesor 16-bit, ada beberapa perbedaan perangkat keras yang krusial:

• Bus Data Eksternal: Ini adalah perbedaan paling signifikan.

  • 8086 memiliki bus data eksternal 16-bit ($A{D}_0-A{D}_{15}$), memungkinkannya mentransfer data 16-bit dalam satu siklus.

  • 8088 memiliki bus data eksternal 8-bit ($A{D}_0-A{D}_7$), yang membuatnya lebih ekonomis tetapi membutuhkan dua siklus untuk mentransfer data 16-bit.

• Pin Kontrol: Ada sedikit perbedaan pada pin kontrol.

• Pin 34 pada 8086 adalah BHE/S7 (Bus High Enable), yang digunakan untuk mengaktifkan byte atas dari bus data 16-bit. Pada 8088, pin ini adalah SSO. 8086 menggunakan pin M/IO untuk membedakan antara alamat memori dan I/O, sedangkan 8088 menggunakan pin IO/M. 

Tujuan Pembelajaran

Tujuan utama dari mempelajari bab ini adalah agar kita mampu:

1. Mendeskripsikan fungsi dari setiap pin pada 8086 dan 8088.

2. Memahami cara menyediakan sinyal clock yang tepat menggunakan clock generator 8284A.

3. Menghubungkan buffer dan latch untuk melakukan demultiplexing dan memperkuat sinyal bus.

4. Menginterpretasikan diagram waktu (timing diagram) untuk memahami siklus baca dan tulis.

5. Menjelaskan perbedaan antara mode operasi minimum dan maksimum.

kembali

2. Karakteristik DC  kembali

A. Karakteristik Input 

Karakteristik input pada 8086/8088 dirancang agar kompatibel dengan hampir semua komponen logika standar yang ada.

• Tegangan (Voltage):

  • Logika 0: Diterima jika tegangan input maksimal 0.8 V.

  • Logika 1: Diterima jika tegangan input minimal 2.0 V.

• Arus (Current):

  • Arus yang dibutuhkan oleh setiap pin input sangat kecil, yaitu

    maksimal ±10 µA (mikroampere).

  • Alasannya: Pin-pin input ini adalah gerbang (gate) dari MOSFET di dalam chip, yang secara alami hanya menarik arus bocor (leakage current) yang sangat kecil.

Karakteristik Input 8086/8088	Tegangan	Arus
Logika 0	Maksimal 0.8 V	±10 µA maks
Logika 1	Minimal 2.0 V	±10 µA maks

B. Karakteristik Output 

Karakteristik output menentukan kemampuan mikroprosesor dalam "mengemudikan" komponen lain.

• Tegangan (Voltage):

  • Logika 0: Menghasilkan tegangan maksimal 0.45 V.

  • Logika 1: Menghasilkan tegangan minimal 2.4 V.

• Arus (Current):

  • Logika 0: Mampu menyerap arus (sink current) hingga 2.0 mA

  • Logika 1: Mampu memberi arus (source current) hingga -400 µA.

Karakteristik Output 8086/8088	Tegangan	Arus
Logika 0	Maksimal 0.45 V	2.0 mA maks
Logika 1	Minimal 2.4 V	-400 µA maks

 Isu Penting: Berkurangnya Noise Immunity

Ada sedikit ketidakcocokan. Level tegangan logika 0 dari 8086/8088 (maks 0.45 V) lebih tinggi dari standar sirkuit logika umum (maks 0.4 V). Perbedaan 0.05 V ini

mengurangi noise immunity (kemampuan sistem untuk mentolerir gangguan/noise listrik) dari standar 400 mV menjadi 350 mV. Hal ini bisa menjadi masalah jika menggunakan kabel yang panjang atau menghubungkan terlalu banyak beban, yang dapat menyebabkan masalah waktu (timing).

3. Fan-Out (Kemampuan Menggerakkan Beban)

Fan-out adalah jumlah maksimum input dari gerbang logika lain yang dapat dihubungkan ke satu pin output mikroprosesor.

Karena adanya pengurangan

noise immunity, sangat direkomendasikan untuk tidak menghubungkan lebih dari 10 beban (unit loads) ke satu pin output tanpa menggunakan buffer (penguat).

Berikut adalah kemampuan fan-out 8086/8088 ke beberapa keluarga logika umum:

• TTL (74): Hanya bisa menggerakkan 1 beban.

• TTL (74LS): Bisa menggerakkan 5 beban.

• TTL (74ALS): Bisa menggerakkan 10 beban.

• CMOS (74HC): Bisa menggerakkan 10 beban.

Pilihan komponen terbaik untuk dihubungkan langsung adalah dari keluarga

74LS, 74ALS, atau 74HC. Jika dibutuhkan lebih dari 10 beban, maka sistem

harus menggunakan buffer.

Pin - Pin Mikroprosessor 8086

: Pin catu daya yang terhubung ke 

kembali

3. Clock Generator  kembali

Mikroprosesor 8086/8088 tidak bisa bekerja sendirian. Ia memerlukan komponen pendukung vital yang disebut 8284A Clock Generator. Tanpa chip ini, diperlukan banyak sirkuit tambahan yang rumit untuk menjalankan sistem. 8284A adalah sebuah sirkuit terintegrasi 18-pin yang secara spesifik dirancang untuk menyediakan tiga fungsi krusial: pembangkitan clock, sinkronisasi sinyal RESET, dan sinkronisasi sinyal READY.

Fungsi utama 8284A adalah menghasilkan "detak jantung" atau sinyal waktu (clock) yang stabil dan presisi untuk CPU.

• Cara Kerja: Sebuah komponen bernama kristal osilator, yang berfungsi seperti garpu tala elektronik, dihubungkan ke pin X1 dan X2 pada 8284A. Kristal ini bergetar pada frekuensi yang sangat tinggi dan stabil (misalnya, 15 MHz).

• Pembagian Frekuensi: Sinyal dari kristal ini kemudian dimasukkan ke dalam sirkuit counter internal yang membagi frekuensi tersebut menjadi tiga.

• Output Sinyal CLK: Hasilnya adalah sinyal CLK yang frekuensinya sepertiga dari frekuensi kristal (contoh: kristal 15 MHz menghasilkan CLK 5 MHz). Sinyal output ini memiliki

  duty cycle 33% (sepertiga waktu bernilai high dan dua pertiga waktu bernilai low), yang merupakan persyaratan wajib untuk operasi internal 8086/8088.

• Sinyal Tambahan (PCLK): 8284A juga menghasilkan sinyal PCLK (Peripheral Clock) dengan frekuensi seperenam dari kristal (misal: 2.5 MHz), yang berguna untuk komponen periferal lain dalam sistem.

Fungsi Pin-Pin Clock Generator

Pins for Clock Source & Generation 

Kelompok pin ini berfungsi untuk menentukan sumber detak dan menghasilkan sinyal clock utama.

• X1, X2: Pin-pin ini terhubung ke kristal osilator eksternal yang menjadi sumber waktu utama untuk semua fungsi generator clock.

• F/C (Frequency/Crystal select): Pin ini memilih sumber clock. Jika diatur low, 8284A akan menggunakan kristal internal yang terhubung di X1 dan X2. Jika diatur high, 8284A akan menggunakan sinyal clock eksternal dari pin EFI.

• EFI (External Frequency Input): Menjadi jalur masuk untuk sinyal clock eksternal jika pin F/C diatur high.

• CLK (Clock Output): Pin output utama yang terhubung ke pin CLK pada mikroprosesor 8086/8088. Frekuensinya adalah

  sepertiga (1/3) dari frekuensi kristal dan memiliki duty cycle 33% sesuai kebutuhan CPU.

• PCLK (Peripheral Clock): Pin output yang menyediakan sinyal clock untuk komponen periferal lainnya. Frekuensinya adalah seperenam (1/6) dari frekuensi kristal dan memiliki duty cycle 50%.

• OSC (Oscillator Output): Menghasilkan sinyal dengan frekuensi yang sama dengan kristal. Sinyal ini dapat digunakan sebagai input EFI untuk 8284A lain dalam sistem multi-prosesor.

Pins for READY & Wait State Control 

Kelompok pin ini berfungsi untuk mengelola dan menyinkronkan sinyal READY untuk menyisipkan wait states.

• RDY1, RDY2: Pin input yang digunakan bersama dengan pin AEN untuk meminta wait state dari mikroprosesor.

• AEN1, AEN2: Pin "Address Enable" yang berfungsi untuk meng-kualifikasi atau mengaktifkan sinyal RDY1 dan RDY2.

• ASYNC (Ready Synchronization select): Pin input yang memilih satu atau dua tahap sinkronisasi untuk sinyal RDY. Ini memberikan fleksibilitas untuk kebutuhan timing yang berbeda.

• READY: Pin output yang terhubung langsung ke pin READY pada mikroprosesor 8086/8088. Pin ini mengeluarkan sinyal yang sudah disinkronkan.

Pins for RESET & Synchronization 

Kelompok pin ini mengelola fungsi reset untuk CPU.

• RES (Reset Input): Pin input aktif-rendah yang sering dihubungkan ke sirkuit RC (resistor-kapasitor) untuk menyediakan reset otomatis saat daya dinyalakan (power-on reset).

• RESET: Pin output yang terhubung langsung ke pin RESET pada mikroprosesor.

Pins for System Configuration & Power 

Pin-pin ini digunakan untuk konfigurasi sistem dan catu daya.

• CSYNC (Clock Synchronization): Digunakan untuk sinkronisasi pada sistem multi-prosesor yang menggunakan input EFI. Jika hanya menggunakan kristal internal, pin ini harus di-ground-kan.

• VCC: Pin catu daya yang terhubung ke +5.0 V.

• GND: Pin ground atau koneksi tanah.

Diagram blok internal clock generator 8284A

 Sinkronisasi RESET 

Mikroprosesor 8086/8088 memiliki aturan waktu yang ketat kapan sinyal RESET harus aktif dan non-aktif. Fungsi 8284A adalah memastikan aturan ini selalu terpenuhi.

• Masalah: Sinyal reset dari luar (misalnya dari tombol reset) bisa jadi tidak stabil atau tidak sinkron dengan clock CPU.

• Solusi 8284A: Bagian reset di dalam 8284A terdiri dari Schmitt trigger buffer (untuk membersihkan sinyal input) dan sebuah D-type flip-flop.

• Proses Sinkronisasi: Flip-flop ini "menangkap" sinyal reset dari luar dan menyelaraskannya dengan clock sistem. Sinyal RESET akhir akan dikirimkan ke CPU tepat pada tepi negatif (transisi 1-ke-0) dari sinyal clock.

• Mengapa Penting?: CPU 8086/8088 sendiri memeriksa (sampling) kondisi pin RESET pada tepi positif (transisi 0-ke-1) clock. Dengan mengirimkan sinyal yang sudah stabil sebelumnya, 8284A menjamin bahwa CPU tidak akan salah membaca kondisi reset, sehingga proses reset berjalan dengan andal.

 Sinkronisasi READY (Untuk Menangani Wait States) 

Sama seperti RESET, sinyal READY dari memori atau I/O yang lambat juga harus memenuhi syarat waktu yang ketat. 8284A berperan sebagai perantara untuk memastikan sinyal ini sampai ke CPU dengan benar.

• Masalah: Jika memori yang lambat langsung terhubung ke pin READY CPU, sinyalnya mungkin datang terlambat atau terlalu cepat, sehingga menyebabkan CPU gagal menyisipkan wait state dengan benar.

• Solusi 8284A: Sirkuit sinkronisasi di dalam 8284A (menggunakan input RDY1 dan RDY2) akan "menangkap" sinyal permintaan tunggu dari memori/I/O.

• Proses Sinkronisasi: Sinyal RDY dari luar ini akan dilewatkan melalui satu atau dua tahap flip-flop sinkronisasi di dalam 8284A. Proses ini menjamin bahwa output READY yang dikirim ke CPU memiliki setup dan hold time yang sempurna sesuai dengan yang dibutuhkan oleh CPU 8086/8088. Dengan demikian, penyisipan wait state menjadi andal dan terjamin.

kembali

4. Demultiplexing dan Buffering Bus  kembali

8088 demultiplexer

 

8086 demultiplexer

Bagaimana Cara Melakukan Demultiplexing?

Proses ini dilakukan menggunakan dua komponen utama: sebuah latch transparan dan sinyal kontrol ALE dari mikroprosesor.

• Komponen Utama:

  • Latch Transparan: Sirkuit terintegrasi seperti 74LS373 atau 74LS573. "Latch" berarti pengunci, dan "transparan" berarti ia bisa menjadi seperti kawat tembus.

  • Sinyal ALE (Address Latch Enable): Sinyal kontrol dari mikroprosesor yang berfungsi sebagai pemicu untuk latch.

• Proses Langkah-demi-Langkah:

  1. ALE Aktif (High): Pada awal siklus bus (state T1), mikroprosesor menempatkan alamat memori/I/O pada bus AD dan secara bersamaan membuat sinyal ALE menjadi high (logika 1).

  2. Latch Menjadi Transparan: Ketika pin ALE ini high, latch 74LS373 menjadi "transparan". Artinya, apapun sinyal (dalam hal ini, alamat) yang ada di inputnya akan langsung diteruskan ke outputnya, seolah-olah hanya melewati kabel biasa.

  3. ALE Non-Aktif (Low): Sesaat kemudian, sinyal ALE kembali menjadi low (logika 0).

  4. Alamat Terkunci: Tepat pada saat transisi dari high ke low ini, latch "mengunci" atau "mengingat" data terakhir yang ada di inputnya. Akibatnya, alamat yang tadinya hanya muncul sesaat di bus AD, kini tertahan secara stabil di pin-pin output latch.

• Hasil Akhir: Setelah proses ini, kita memiliki bus alamat yang terpisah dan stabil (dari output latch) dan bus data yang juga terpisah (dari pin AD asli, yang kini bebas untuk digunakan mentransfer data). Dengan begitu, mikroprosesor dapat berkomunikasi dengan memori dan I/O secara benar.

Buffered 8088

Buffered 8086

2. Buffering: Memperkuat Sinyal Bus

Setelah bus dipisahkan melalui proses demultiplexing, langkah selanjutnya dalam sistem yang besar adalah buffering. Buffering adalah proses memperkuat sinyal-sinyal listrik pada bus alamat, data, dan kontrol.

Mengapa Buffering Diperlukan? 

• Keterbatasan Fan-Out: Mikroprosesor 8086/8088 memiliki kemampuan keluaran (output) listrik yang terbatas, sebuah konsep yang dikenal sebagai fan-out. Secara spesifik, setiap pin output hanya dirancang untuk menggerakkan maksimal 10 beban unit standar (unit loads).

• Beban pada Sistem Besar: Dalam sistem yang besar yang terdiri dari banyak chip memori, perangkat I/O, dan komponen lainnya, jumlah total beban yang terhubung ke bus akan dengan mudah melebihi batas 10 unit tersebut.

• Konsekuensi Overload: Jika pin-pin bus ini kelebihan beban, kualitas sinyal akan menurun drastis. Hal ini dapat menyebabkan error waktu (timing) dan membuat sistem tidak andal atau bahkan gagal beroperasi sama sekali. Buffer bertindak sebagai penguat sinyal untuk memastikan sinyal tetap kuat dan jelas di seluruh sistem.

Bagaimana Cara Melakukan Buffering? 

Buffering dilakukan dengan menambahkan sirkuit terintegrasi (IC) buffer khusus pada setiap bus. Jenis buffer yang digunakan tergantung pada arah aliran sinyal.

• Komponen Utama:

  • 74LS244 (Octal Buffer): Ini adalah buffer satu arah (unidirectional). Sangat ideal untuk bus yang sinyalnya hanya mengalir ke satu arah—dari mikroprosesor ke komponen lain. Ini digunakan untuk bus alamat dan bus kontrol.

  • 74LS245 (Octal Bidirectional Bus Buffer): Ini adalah buffer dua arah (bidirectional), yang sangat penting untuk bus data, karena data perlu mengalir ke dua arah: dari CPU ke memori (tulis) dan dari memori ke CPU (baca).

• Implementasi:

• Bus Alamat & Kontrol: Dihubungkan melalui buffer 74LS244 karena arahnya selalu keluar dari CPU.

• Bus Data: Dihubungkan melalui buffer 74LS245. Operasi buffer ini dikontrol oleh dua sinyal dari mikroprosesor:

1. DT/$\overline{R}$ (Data Transmit/Receive): Terhubung ke pin DIR (Direction) pada 74LS245 untuk mengatur arah aliran data (mengirim atau menerima).

2. $\overline{DEN}$ (Data Enable): Terhubung ke pin G (Enable) pada 74LS245 untuk mengaktifkan buffer hanya saat ada transfer data yang sedang berlangsung.

kembali

5. Bus Timing  kembali

Timing bus adalah serangkaian aturan waktu yang mengatur bagaimana mikroprosesor berkomunikasi dengan memori dan I/O. Memahami timing ini sangat penting untuk memilih komponen yang kompatibel dan memastikan transfer data berjalan tanpa kesalahan.

Siklus Bus (Bus Cycle)

Operasi paling dasar yang dilakukan mikroprosesor adalah membaca atau menulis data. Setiap operasi ini dilakukan dalam satusiklus bus.

•  Sebuah siklus bus terdiri dari empat periode clock standar, yang disebut T-states ($T_1,T_2,T_3,T_4$).

• Jika mikroprosesor berjalan pada frekuensi 5 MHz, maka satu periode clock (T-state) adalah 200 nanosekon (ns). Dengan demikian, satu siklus bus lengkap memakan waktu 4 x 200 ns = 800 ns.Uraian Tugas Setiap T-State Setiap T-state memiliki peran spesifik dalam sebuah siklus bus:

• $T_1$: Mengirim Alamat

  • Pada periode ini, mikroprosesor menempatkan alamat memori atau port I/O yang dituju pada bus alamat/data. Sinyal ALE juga diaktifkan untuk memberitahu latch agar menangkap alamat ini.

• $T_2$: Mengirim Sinyal Kontrol

  • Mikroprosesor mengeluarkan sinyal kontrol utama:

    $\overline{RD}$ (untuk membaca) atau $\overline{WR}$ (untuk menulis). Jika ini adalah operasi tulis, data yang akan ditulis juga diletakkan di bus data pada saat ini. Pin READY juga diperiksa pada akhir T2 untuk melihat apakah perlu ada wait state.

• $T_3$: Waktu Akses Data

  • Periode ini dialokasikan untuk memberikan waktu kepada memori atau I/O untuk mengakses data. Jika ini adalah operasi baca, mikroprosesor akan mengambil (sampling) data dari bus data pada akhir T3.

• $T_4$: Menyelesaikan Siklus

  • Semua sinyal bus dinonaktifkan untuk mempersiapkan siklus bus berikutnya. Untuk operasi tulis, data secara efektif ditulis ke memori pada saat transisi sinyal $\overline{WR}$ dari low ke high pada periode ini.

Waktu Akses Memori (Memory Access Time)

Ini adalah parameter paling kritis saat memilih chip memori. Ini adalah rentang waktu yang diizinkan oleh mikroprosesor bagi memori untuk menyediakan data setelah alamat diberikan.

• Untuk mikroprosesor 8088 yang berjalan pada 5 MHz, perhitungan waktu akses yang diizinkan adalah sebagai berikut:

• Waktu total dari alamat valid (di T1) hingga data dibaca (di akhir T3) adalah sekitar tiga periode clock, atau 600 ns.

• Dari waktu ini, kita harus mengurangi dua penundaan:

  1. $T_{CLAV}$: Waktu yang dibutuhkan agar alamat menjadi valid (maks. 110 ns).

  2. $T_{DVCL}$: Waktu setup yang dibutuhkan agar data stabil sebelum dibaca (min. 30 ns).

• Maka, waktu akses memori bersih yang diizinkan adalah:

  $$600\text{ ns}-110\text{ ns}-30\text{ ns}=\text{460 ns}$$

kembali

6. 8088 AC Karakteristik  kembali

Tabel ini menyajikan parameter untuk dua versi mikroprosesor: 8088 standar (5 MHz) dan 8088-2 (8 MHz). Kolom utamanya adalah:

• Symbol: Kode singkatan untuk parameter waktu.

• Parameter: Deskripsi singkat tentang apa yang diukur.

• Min.: Waktu minimum yang dibutuhkan.

• Max.: Waktu maksimum yang diizinkan.

Berikut adalah beberapa parameter paling penting dari tabel tersebut dan artinya:

Parameter Input Penting (Timing Requirements)

Ini adalah syarat waktu yang harus dipenuhi oleh sinyal yang masuk ke mikroprosesor.

• $T_{DVCL}$ - Data in Setup Time

  • Deskripsi: Ini adalah waktu minimum di mana data dari memori harus sudah stabil di bus data sebelum mikroprosesor mengambil (membaca) data tersebut.

  • Nilai (untuk 8088 5MHz): Minimal 30 ns.

  • Implikasi: Jika memori terlalu lambat dan tidak bisa menyediakan data stabil 30 ns sebelum CPU membacanya, maka data yang dibaca bisa salah. Parameter ini adalah salah satu pengurang utama dalam perhitungan waktu akses memori.

• $T_{CLDX}$ - Data in Hold Time

  • Deskripsi: Waktu minimum di mana data dari memori harus tetap stabil di bus data setelah mikroprosesor selesai membacanya.

  • Nilai (untuk 8088 5MHz): Minimal 10 ns.

  • Implikasi: Memastikan CPU memiliki cukup waktu untuk menangkap data dengan benar sebelum sinyalnya berubah.

Parameter Output Penting (Timing Responses)

Ini adalah spesifikasi waktu untuk sinyal yang keluar dari mikroprosesor.

• $T_{CLAV}$ - Address Valid Delay

  • Deskripsi: Waktu tunda (delay) maksimum dari awal periode clock hingga alamat yang valid muncul di bus alamat.

  • Nilai (untuk 8088 5MHz): Maksimal 110 ns.

  • Implikasi: Ini adalah "waktu yang hilang" di awal siklus bus. Memori tidak bisa mulai mencari data sampai alamatnya valid. Inilah mengapa parameter ini juga menjadi pengurang utama dalam perhitungan waktu akses memori.

• $T_{CLRL}$ - RD Active Delay

  • Deskripsi: Waktu tunda maksimum dari awal periode clock hingga sinyal RD (Read) menjadi aktif (logika 0).

  • Nilai (untuk 8088 5MHz): Maksimal 165 ns.

  • Implikasi: Menentukan kapan persisnya memori diberi tahu untuk memulai operasi pembacaan.

• $T_{WLWH}$ - WR Width

• Deskripsi: Durasi atau lebar pulsa minimum dari sinyal WR (Write).

• Nilai (untuk 8088 5MHz): Minimal 340 ns (dihitung dari 2TCLCL-60).

• Implikasi: Memori membutuhkan sinyal tulis yang aktif selama periode waktu tertentu agar proses penulisan data ke sel memori dapat selesai dengan sempurna.

kembali

7. Minimum Mode vs Maximum Mode  kembali

Maximum mode 8088 system

 Minimum mode 8088 system.

 

Mode Operasi: Minimum vs. Maksimum

Mikroprosesor 8086 dan 8088 memiliki dua mode operasi yang dapat dipilih, yaitu mode minimum dan mode maksimum. Pilihan mode ini secara fundamental mengubah bagaimana mikroprosesor mengeluarkan sinyal kontrol dan berinteraksi dengan komponen lain dalam sistem. Pemilihan mode dilakukan melalui pin MN/$\overline{MX}$.

Mode Minimum Simple System

Mode minimum adalah cara yang paling sederhana dan hemat biaya untuk mengoperasikan 8086/8088. Mode ini mirip dengan arsitektur mikroprosesor 8-bit Intel sebelumnya, seperti 8085A.

• Aktivasi: Mode ini dipilih dengan menghubungkan pin MN/$\overline{MX}$ ke +5.0 V.

• Karakteristik:

  • Mandiri: Dalam mode ini, mikroprosesor menghasilkan semua sinyal kontrol yang diperlukan untuk memori dan I/O secara internal. Sinyal-sinyal seperti

    M/IO, RD, WR, dan ALE dikeluarkan langsung oleh CPU.

  • Sistem Sederhana: Karena tidak memerlukan chip eksternal untuk membangkitkan sinyal kontrol, desain sistem menjadi lebih sederhana dan lebih murah.

• Penggunaan Ideal: Mode ini cocok untuk sistem prosesor tunggal yang tidak menggunakan coprocessor.

Sebuah sistem mode minimum, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 9-19, tidak memerlukan 8288 Bus Controller.

Mode Maksimum Coprocessor System

Mode maksimum dirancang untuk sistem yang lebih kompleks dan berkinerja tinggi, terutama yang melibatkan penggunaan coprocessor.

• Aktivasi: Mode ini dipilih dengan menghubungkan pin MN/$\overline{MX}$ ke GND (ground).

• Karakteristik:

  • Berbagi Tugas: Dalam mode ini, beberapa pin kontrol pada mikroprosesor digantikan oleh sinyal status (S2,S1,S0) dan sinyal lain yang berfungsi untuk koordinasi dengan coprocessor.

  • Membutuhkan 8288 Bus Controller: Karena CPU tidak lagi menghasilkan sinyal kontrol bus secara langsung, sistem ini wajib menggunakan komponen eksternal, yaitu 8288 Bus Controller. Chip 8288 ini akan membaca kode status dari pin

    $\overline{S0}-\overline{S2}$ dan membangkitkan (merekonstruksi) sinyal-sinyal kontrol yang diperlukan, seperti MRDC (Memory Read), MWTC (Memory Write), dan lainnya.

• Penggunaan Ideal: Mode ini digunakan secara eksklusif pada sistem yang memiliki coprocessor, seperti 8087 Math Coprocessor.

kembali

8. The 8288 Bus Controller  kembali

Saat mikroprosesor 8086/8088 dioperasikan dalam Mode Maksimum, ia tidak lagi menghasilkan sinyal-sinyal kontrol bus secara langsung. Sebagai gantinya, ia mengeluarkan kode status pada pin S2,S1,S0. Di sinilah 8288 Bus Controller berperan. Chip ini adalah komponen

wajib dalam mode maksimum yang berfungsi untuk membaca kode status tersebut dan membangkitkan (merekonstruksi) sinyal-sinyal kontrol yang dibutuhkan oleh memori dan I/O.

Cara Kerja Internal (Berdasarkan Block Diagram)

Diagram blok pada Gambar 9-21 (a) menunjukkan cara kerja 8288:

1. Status Decoder: Blok ini menerima input kode status (S2,S1,S0) dari mikroprosesor. Fungsinya adalah menerjemahkan kode ini untuk mengetahui jenis siklus bus apa yang sedang diminta oleh CPU (misalnya, baca memori, tulis I/O, dll.).

2. Control Logic: Blok ini menerima sinyal-sinyal kontrol seperti CLK (untuk timing) dan CEN (Control Enable) untuk mengatur kapan sinyal-sinyal output harus diaktifkan.

3. Command & Control Signal Generator: Setelah mengetahui jenis siklus yang sedang berjalan, dua blok generator ini akan menghasilkan sinyal-sinyal output yang sesuai. Hasilnya adalah bus kontrol yang lengkap dengan sinyal-sinyal terpisah untuk memori dan I/O.

Fungsi Pin-Pin Utama (Berdasarkan Pin-Out)

Pin-out pada Gambar 9-21 (b) menunjukkan koneksi input dan output dari 8288. Berikut adalah fungsi pin-pin yang paling penting:

Input Pins 

• $\overline{S2},\overline{S1},\overline{S0}$ (Status Inputs): Terhubung langsung ke pin status mikroprosesor untuk menerima kode siklus bus.

• CLK (Clock): Menerima sinyal clock dari 8284A untuk sinkronisasi internal.

• CEN (Control Enable): Pin input yang mengaktifkan pin-pin output perintah (command output pins).

Output Pins (Sinyal yang Dihasilkan) 

Ini adalah sinyal-sinyal yang dihilangkan dari CPU pada mode maksimum dan dibangkitkan kembali oleh 8288.

• ALE (Address Latch Enable): Sinyal untuk mengunci (latch) alamat, sama seperti pada mode minimum.

• DEN (Data Bus Enable): Mengaktifkan buffer bus data eksternal.

  Penting: Sinyal DEN ini aktif-tinggi (active high), berlawanan dengan sinyal DEN pada mode minimum.

• DT/$\overline{R}$ (Data Transmit/Receive): Mengontrol arah buffer bus data.

• $\overline{MRDC}$ (Memory Read Command): Sinyal perintah untuk membaca dari memori.

• $\overline{MWTC}$ (Memory Write Command): Sinyal perintah untuk menulis ke memori.

• $\overline{IORC}$ (I/O Read Command): Sinyal perintah khusus untuk membaca dari port I/O.

• $\overline{IOWC}$ (I/O Write Command): Sinyal perintah khusus untuk menulis ke port I/O.

• $\overline{INTA}$ (Interrupt Acknowledge): Sinyal untuk memberitahu perangkat bahwa permintaan interupsinya telah diterima. 

kembali