ARM (Advanced RISC Machine)

A.  SEJARAH DAN PERKEMBANGAN ARM

Arsitektur ARM merupakan arsitektur prosesor 32-bit RISC yang dikembangkan oleh ARM Limited. Dikenal sebagai Advanced RISC Machine dimana sebelumnya dikenal sebagai Acorn RISC Machine. Pada awalnya merupakan prosesor desktop yang sekarang didominasi oleh keluarga x86. Namun desain yang sederhana membuat prosesor ARM cocok untuk aplikasi berdaya rendah. Hal ini membuat prosesor ARM mendominasi pasar mobile electronic dan embedded system dimana membutuhkan daya dan harga yang rendah.

Proyek Acorn RISC Machine resmi dimulai pada Oktober 1983. VLSI Technology, Inc dipilih sebagai mitra dalam memproduksi chip silikon dimana sebelumnya telah memproduksi ROM dan custom chip sebelumnya. Proses desain dipimpin oleh Wilson dan Furber, dengan tujuan utama latensi rendah (low-latency) pada penanganan input/output (interupsi) seperti pada prosesor MOS Technology 6502. Arsitektur 6502 memberikan pengembang mesin yang cepat dalam pengaksesan memory tanpa harus menggunakan perangkat direct access memory yang mahal. VLSI memproduksi chip ARM pertama kali pada 26 April 1985 yang berhasil bekerja dan dikenal sebagai ARM1. Dan disusul dengan ARM2 yang diproduksi pada tahun berikutnya.

Pengaplikasian prosesor ARM pertama kali adalah prosesor kedua dari BBC Micro, untuk simulasi dalam pengembangan chip pendukung (VIDC, IOC, MEMC) dan untuk mempercepat penggunaan perangkat lunak CAD dalam pengembangan ARM2. Wilson menulis BBC Basic dalam bahasa assembly ARM, dimana kode sangat padat sehingga ARM BBC Basic sangat cocok untuk setiap emulator ARM. ARM2 mempunyai lebar bus sebesar 32-bit, 26-bit (64 Mbyte) alamat memory dan 16 buah register 32-bit. Program code harus ada dalam 64 Mbyte pertama dari memory, sebagaimana program counter dibatasi pada 26-bit karena 6-bit atas pada register 32-bit digunakan sebagai status flag. Kemungkinan besar ARM2 merupakan prosesor 32-bit paling sederhana di dunia dengan hanya 30.000 transistor bila dibandingkan dengan Motorola 68000 dengan 70.000 transistor. Kesederhanaan ini diperoleh karena ARM tidak mempunyai microcode yang mencakup seperempat hingga sepertiga transistor pada Motorola 68000. Selain itu ARM pada saat itu tidak memiliki cache memory. Hal ini membuat ARM sebagai prosesor dengan konsumsi daya rendah namun performansi yang lebih baik dari pada Intel 80286. Penerusnya yaitu ARM3 mempunyai 4 kByte cache yang meningkatkan performansi.

Pada akhir 1980-an, Apple Computer dan VLSI Technology memulai kerja sama dengan Acorn untuk prosesor ARM berikutnya. Kerjasama ini sangat penting hingga Acorn melepas tim tersebut sebagai perusahaan baru bernama Advanced RISC Machines Ltd. pada tahun 1990. Sehingga seringkali ARM disebut sebagai Advanced RISC Machine disamping Acorn RISC Machine. Dan pada tahun 1998 Advanced RISC Machines menjadi ARM Ltd. Hasil kerja sama Apple-ARM menghasilkan ARM6 pada awal tahun 1992. Apple menggunakan ARM6 (ARM 610) sebagai prosesor pada PDA Apple Newton dan pada tahun 1994 Acorn menggunakan ARM6 pada komputer PC RISC. Pada frekuensi 233 MHz, prosesor ini hanya mengonsumsi daya sebesar 1 Watt dan versi berikutnya lebih kecil dari itu. Inti prosesor ARM tidak mengalami perubahan ukuran yang signifikan. Pada ARM2 terdapat 30.000 transistor sedangkan pada ARM6 bertambah hingga 35.000 transistor saja. ARM Ltd. hanya menjual IP (Intelectual Property) core dimana perusahaan lain dapat memproduksi mikrokontroller dan prosesor berdasarkan rancangan ARM.

B.       ARSITEKTUR ARM

Seri arsitektur ARM terbaru terdiri dari 3 lini kelas penggunaan yaitu :

1.    ARM CORTEX A untuk prosesor aplikasi

2.    ARM CORTEX R untuk prosesor real time

3.    ARM CORTEX M untuk prosesor mikrokontroler

a.    ARM CORTEX A

Cortex-A series merupakan prosesor yang menyediakan solusi untuk perangkat yang menggunakan platform sistem operasi canggih yang bervariasi mulai dari perangkat yang berbiaya murah seperti smartphone, digital TV STB, sampai solusi enterprises seperti jaringan, printer dan server. Cortex-A itu sendiri memiliki beberapa jenis, yaitu Cortex-A5, Cortex-A7, Cortex-A8, Cortex-A9, Cortex-A12, dan Cortex-A15. Masing-masing memiliki kelebihan dan tujuannya sendiri.

Keunggulan ARM Cortex A adalah

1.    Performa yang bagus, serta efisien. Digunakan mulai dari single to multi core, dengan perangkat yang saling terhubung.

2.    Fleksibel. Di peruntukan untuk tingkat premium, mid-range, dan entry level.

3.    Menjadi acuan kompatibilitas dalam pembuatan perangkat lunak dan perangkat keras.

Aplikasi ARM Cortex A, yaitu :

1.    Smartphone

2.    Otomotif dan ADAS system

3.    Server dan Networking

4.    Robotik

5.    Penerimaan satelit, dll.

b.    ARM CORTEX R

Prosesor real-time Arm Cortex-R menawarkan solusi komputasi berkinerja tinggi untuk sistem embedded, ARM Cortex R memiliki kehandalan tinggi, kesiapan tinggi dapat mentolerir gangguan-gangguan kecil, serta real time respon. Prosesor Cortex-R digunakan pada produk dimana persyaratan kinerja dan tenggat waktu harus selalu dipenuhi. Selain itu, prosesor Cortex-R digunakan dalam sistem elektronik yang harus aman secara fungsional, untuk menghindari situasi berbahaya, misalnya dalam aplikasi medis atau sistem otonom. Cortex-R itu sendiri memiliki beberapa jenis, yaitu : Cortex-R4, Cortex-R5, Cortex-R52, Cortex-R7 dan Cortex-R8.

Keunggulan ARM CORTEX R, yaitu :

1.    Memiliki Performa paling tinggi dari seri lain

2.    Kehandalan tinggi

3.    Real time Operasi

4.    Hemat biaya

Aplikasi ARM Cortex R, yaitu :

1.    Kamera

2.    Sistem industri

3.    Sistem otomotif

4.    Mobile headset

5.    sistem penyimpanan

c.    ARM CORTEX M

Cortex-M adalah jajaran prosesor terukur, hemat energi dan mudah digunakan, serta memenuhi kebutuhan aplikasi embedded system yang. Cortex M adalah prosesor yang didukung oleh teknologi nomer satu dunia dan telah dikirim lebih dari puluhan miliar perangkat. Prosesor Cortex-M membantu para pengembang menghadirkan lebih banyak fitur, dengan waktu yang lebih singkat, dengan biaya yang lebih rendah, konektivitas serbaguna, penggunaan kembali kode komprehensif, keamanan standar dan efisiensi energi yang mutakhir. Keluarga ARM Cortex-M adalah inti mikro prosesor ARM yang di-desain untuk digunakan dalam mikrokontroller, ASIC, FPGA, ASSP, dan SoC. Inti Cortex-M biasanya digunakan sebagai pengendali mikro ter-dedikasi, namun juga sering "tersembunyi" dibalik SoC sebagai kontroler pengatur tenaga, pengendali I/O, pengendali sistem, pengendali layar sentuh, pengendali smart battery, dan kontroler sensor. Cortex-M itu sendiri memiliki beberapa jenis, yaitu : Cortex-M0, Cortex-M0+, Cortex-M23, Cortex-M3, Cortex-M33, Cortex-M4 dan Cortex-M7.

Keunggulan ARM CORTEX M, yaitu :

1.    High performance dan efisiensi tinggi

2.    Mudah di program

3.    Pengolahan data yang cepat

4.    Hemat daya

5.    Mendudkung transfer data 8-bit, 16-bit dan 32-bit.

Aplikasi ARM Cortex M, yaitu :

1.    Sistem sensor

2.    Perangkat pintar

3.    Otomotif

4.    Instrumen medis

5.    Smart city

6.    Industrial

C.      KELEBIHAN DAN KEKURANGAN PROSESOR ARM

Prosesor ARM memiliki Kelebihan di banding dengan Prosesor Lain, yaitu :

1.    Harga yang murah

2.    Performa yang bagus

3.    Hemat daya

4.    paling banyak dukungan dari developer

5.    mudah di program

adapun kekurangannya, yaitu :

1.    loading lebih lama dibanding prosesor lain, karena memiliki chace yang kecil

2.    di desain untuk kompeksitas yang rendah

3.    mudah blank jika di aplikasikan pada kompleksitas yang tinggi

4.    tidak bisa menjalankan operating sistem x86

SUMBER :

SUMBER 1

SUMBER 2

SUMBER 3