Sejarah Mikrokontroler

 

Sejarah Mikrokontroler 

Sejarah Mikrokontroler 

Sejarah mikrokontroler - Mikrokontroler (MCU untuk unit mikrokontroler) adalah komputer kecil pada chip sirkuit terpadu metal-oxide-semiconductor (MOS) tunggal. Mikrokontroler berisi satu atau beberapa CPU (inti prosesor) bersama dengan memori dan periferal input/output yang dapat diprogram. Memori program berupa RAM ferroelektrik, NOR flash atau OTP ROM juga sering disertakan pada chip, serta sejumlah kecil RAM. Mikrokontroler dirancang untuk aplikasi tertanam, berbeda dengan mikroprosesor yang digunakan dalam komputer pribadi atau aplikasi tujuan umum lainnya yang terdiri dari berbagai chip diskrit.

Dalam terminologi modern, mikrokontroler mirip dengan sistem pada chip (SoC), tetapi kurang canggih daripada, sistem pada chip (SoC). SoC dapat mencakup mikrokontroler sebagai salah satu komponennya, tetapi biasanya mengintegrasikannya dengan periferal canggih seperti unit pemrosesan grafis (GPU), modul Wi-Fi, atau satu atau lebih koprosesor.

Mikrokontroler digunakan dalam produk dan perangkat yang dikontrol secara otomatis, seperti sistem kontrol mesin mobil, perangkat medis implan, remote control, mesin kantor, peralatan, alat-alat listrik, mainan dan sistem tertanam lainnya. Dengan mengurangi ukuran dan biaya dibandingkan dengan desain yang menggunakan perangkat mikroprosesor, memori, dan input / output terpisah, mikrokontroler membuatnya ekonomis untuk mengontrol lebih banyak perangkat dan proses secara digital. Mikrokontroler sinyal campuran adalah umum, mengintegrasikan komponen analog yang diperlukan untuk mengontrol sistem elektronik non-digital. Dalam konteks internet of things, mikrokontroler adalah cara pengumpulan data yang ekonomis dan populer, merasakan dan mengaktuasi dunia fisik sebagai perangkat edge.

Beberapa mikrokontroler dapat menggunakan kata-kata empat-bit dan beroperasi pada frekuensi serendah 4 kHz untuk konsumsi daya rendah (miliwatt satu digit atau microwatt). Mereka umumnya memiliki kemampuan untuk mempertahankan fungsionalitas sambil menunggu acara seperti tekan tombol atau gangguan lainnya; konsumsi daya saat tidur (jam CPU dan sebagian besar periferal mati) mungkin hanya nanowatt, membuat banyak dari mereka sangat cocok untuk aplikasi baterai tahan lama. Mikrokontroler lain dapat melayani peran penting kinerja, di mana mereka mungkin perlu bertindak lebih seperti prosesor sinyal digital (DSP), dengan kecepatan jam yang lebih tinggi dan konsumsi daya.

 

Sejarah Mikrokontroler

Sejarah mikrokontroler dan mikroprosesor dapat ditelusuri kembali ke penemuan MOSFET (transistor efek lapangan logam-oksida-semikonduktor), juga dikenal sebagai transistor MOS.

[1] transistor MOS ditemukan oleh Mohamed M. Atalla dan Dawon Kahng di Bell Labs pada tahun 1959, dan pertama kali ditunjukkan pada tahun 1960. 

[2] Pada tahun yang sama, Atalla mengusulkan konsep sirkuit terintegrasi MOS, yang merupakan chip sirkuit terintegrasi yang dibuat dari MOSFETs. 

[3] Pada tahun 1964, chip MOS telah mencapai kepadatan transistor yang lebih tinggi dan biaya manufaktur yang lebih rendah daripada chip bipolar. Chip MOS semakin meningkat dalam kompleksitas pada tingkat yang diprediksi oleh hukum Moore, yang mengarah ke integrasi skala besar (LSI) dengan ratusan transistor pada satu chip MOS pada akhir 1960-an. Penerapan chip MOS LSI untuk komputasi adalah dasar untuk mikroprosesor pertama, karena insinyur mulai mengakui bahwa prosesor komputer lengkap dapat terkandung pada satu chip LSI MOS.

Mikroprosesor multi-chip pertama, Four-Phase Systems AL1 pada tahun 1969 dan Garrett AiResearch MP944 pada tahun 1970, dikembangkan dengan beberapa chip LSI MOS. Mikroprosesor chip tunggal pertama adalah Intel 4004, dirilis pada satu chip MOS LSI pada tahun 1971. Ini dikembangkan oleh Federico Faggin, menggunakan teknologi MOS silikon-gate-nya, bersama dengan insinyur Intel Marcian Hoff dan Stan Mazor, dan insinyur Busicom Masatoshi Shima. 

[4] Diikuti oleh Intel 4040 4-bit, Intel 8008 8-bit, dan Intel 8080 8-bit. Semua prosesor ini memerlukan beberapa chip eksternal untuk menerapkan sistem kerja, termasuk chip antarmuka memori dan periferal. Akibatnya, total biaya sistem adalah beberapa ratus (1970-an dolar AS), sehingga tidak mungkin untuk komputerisasi peralatan kecil secara ekonomi. MOS Technology memperkenalkan mikroprosesor sub-$ 100, 6501 dan 6502, dengan tujuan utama untuk mengatasi hambatan ekonomi ini, tetapi mikroprosesor ini masih membutuhkan dukungan eksternal, memori, dan chip periferal yang menjaga total biaya sistem dalam ratusan dolar.


Pengembangan

Sejarah Mikrokontroler - Satu buku mengkredikan insinyur TI Gary Boone dan Michael Cochran dengan keberhasilan penciptaan mikrokontroler pertama pada tahun 1971. Hasil dari pekerjaan mereka adalah TMS 1000, yang menjadi tersedia secara komersial pada tahun 1974. Ini menggabungkan memori baca-saja, memori baca / tulis, prosesor dan jam pada satu chip dan ditargetkan pada sistem tertanam.

Selama awal hingga pertengahan 1970-an, produsen elektronik Jepang mulai memproduksi mikrokontroler untuk mobil, termasuk MCUs 4-bit untuk hiburan dalam mobil, wiper otomatis, kunci elektronik, dan dasbor, dan MCUs 8-bit untuk kontrol mesin.

Sebagian menanggapi keberadaan chip tunggal TMS 1000, Intel mengembangkan sistem komputer pada chip yang dioptimalkan untuk aplikasi kontrol, Intel 8048, dengan suku cadang komersial pengiriman pertama pada tahun 1977. Ini menggabungkan RAM dan ROM pada chip yang sama dengan mikroprosesor. Di antara banyak aplikasi, chip ini akhirnya akan menemukan jalan ke lebih dari satu miliar keyboard PC. Pada saat itu Presiden Intel, Lukas J. Valenter, menyatakan bahwa mikrokontroler adalah salah satu produk paling sukses dalam sejarah perusahaan, dan ia memperluas anggaran divisi mikrokontroler lebih dari 25%.

Sebagian besar mikrokontroler saat ini memiliki varian bersamaan. Salah satunya memiliki memori program EPROM, dengan jendela kuarsa transparan di tutup paket untuk memungkinkannya terhapus oleh paparan sinar ultraviolet. Chip yang dapat dimaafkan ini sering digunakan untuk prototyping. Varian lainnya adalah ROM yang diprogram masker atau varian PROM yang hanya dapat diprogram sekali. Untuk yang terakhir, kadang-kadang penunjukan OTP digunakan, berdiri untuk "satu kali dapat diprogram". Dalam mikrokontroler OTP, PROM biasanya tipe identik dengan EPROM, tetapi paket chip tidak memiliki jendela kuarsa; karena tidak ada cara untuk mengekspos EPROM ke cahaya ultraviolet, itu tidak dapat dihapus. Karena versi yang dapat dihapus membutuhkan paket keramik dengan jendela kuarsa, mereka secara signifikan lebih mahal daripada versi OTP, yang dapat dibuat dalam paket plastik buram berbiaya rendah. Untuk varian yang dapat dihapus, kuarsa diperlukan, alih-alih kaca yang lebih murah, karena transparansinya terhadap cahaya ultraviolet — di mana kaca sebagian besar buram — tetapi pembeda biaya utama adalah paket keramik itu sendiri.

Pada tahun 1993, pengenalan memori EEPROM memungkinkan mikrokontroler (dimulai dengan Microchip PIC16C84), untuk dihapus secara elektrik dengan cepat tanpa paket mahal seperti yang diperlukan untuk EPROM, memungkinkan prototyping cepat, dan pemrograman dalam sistem. (Teknologi EEPROM telah tersedia sebelum waktu ini, tetapi EEPROM sebelumnya lebih mahal dan kurang tahan lama, sehingga tidak cocok untuk mikrokontroler yang diproduksi massal berbiaya rendah.) Pada tahun yang sama, Atmel memperkenalkan mikrokontroler pertama menggunakan memori Flash, jenis khusus EEPROM. Perusahaan lain dengan cepat mengikutinya, dengan kedua jenis memori.

Saat ini mikrokontroler murah dan mudah tersedia untuk penghobi, dengan komunitas online besar di sekitar prosesor tertentu.


Volume dan biaya

Sejarah Mikrokontroler - Pada tahun 2002, sekitar 55% dari semua CPU yang dijual di dunia adalah mikrokontroler 8-bit dan mikroprosesor.

Lebih dari dua miliar mikrokontroler 8-bit dijual pada tahun 1997, dan menurut Semico, lebih dari empat miliar mikrokontroler 8-bit dijual pada tahun 2006. Baru-baru ini, Semico telah mengklaim pasar MCU tumbuh 36,5% pada tahun 2010 dan 12% pada tahun 2011.

Rumah khas di negara maju kemungkinan hanya memiliki empat mikroprosesor tujuan umum tetapi sekitar tiga lusin mikrokontroler. Mobil kelas menengah yang khas memiliki sekitar 30 mikrokontroler. Mereka juga dapat ditemukan di banyak perangkat listrik seperti mesin cuci, oven microwave, dan telepon.

Secara historis, segmen 8-bit telah mendominasi pasar MCU [..] mikrokontroler 16-bit menjadi kategori MCU volume terbesar pada tahun 2011, menyalip perangkat 8-bit untuk pertama kalinya tahun itu. IC Insights percaya bahwa riasan pasar MCU akan mengalami perubahan besar dalam lima tahun ke depan dengan perangkat 32-bit terus meraih pangsa penjualan dan volume unit yang lebih besar. Pada tahun 2017, MCUs 32-bit diperkirakan akan menyumbang 55% dari penjualan mikrokontroler. Dalam hal volume unit, MCUs 32-bit diharapkan menyumbang 38% pengiriman mikrokontroler pada tahun 2017, sementara perangkat 16-bit akan mewakili 34% dari total, dan desain 4-/8-bit diprakirakan 28% unit terjual tahun itu. Pasar MCU 32-bit diperkirakan akan tumbuh pesat karena meningkatnya permintaan akan tingkat presisi yang lebih tinggi dalam sistem pemrosesan tertanam dan pertumbuhan konektivitas menggunakan Internet. Dalam beberapa tahun ke depan, MCUs 32-bit yang kompleks diperkirakan akan menyumbang lebih dari 25% dari daya pemrosesan pada kendaraan.

— Wawasan IC, Pasar MCU di Jalur Migrasi ke Perangkat berbasis 32-bit dan ARM


Biaya untuk memproduksi bisa di bawah $ 0.10 per unit.

Biaya telah anjlok dari waktu ke waktu, dengan mikrokontroler 8-bit termurah tersedia dengan harga di bawah 0,03 USD pada tahun 2018, dan beberapa mikrokontroler 32-bit sekitar US $ 1 untuk jumlah yang sama.

Pada tahun 2012, setelah krisis global—penurunan penjualan dan pemulihan tahunan terburuk dan harga penjualan rata-rata dari tahun ke tahun terjun 17%—pengurangan terbesar sejak 1980-an—harga rata-rata untuk mikrokontroler adalah US$0,88 ($0,69 untuk 4-/8-bit, $0,59 untuk 16-bit, $1,76 untuk 32-bit.

Pada tahun 2012, penjualan mikrokontroler 8-bit di seluruh dunia sekitar $ 4 miliar, sementara mikrokontroler 4-bit juga melihat penjualan yang signifikan.

Pada tahun 2015, mikrokontroler 8-bit dapat dibeli seharga $0,311 (1.000 unit), 16-bit seharga 0,385 (1.000 unit), dan 32-bit seharga 0,378 (1.000 unit, tetapi pada $ 0.35 untuk 5.000).

Pada tahun 2018, mikrokontroler 8-bit dapat dibeli seharga $0,03, 16-bit seharga $0,393 (1.000 unit, tetapi pada $ 0.563 untuk 100 atau $ 0.349 untuk gulungan penuh 2.000), dan 32-bit untuk $ 0.503 (1.000 unit, tetapi pada $ 0.466 untuk 5.000). Mikrokontroler 32-bit dengan harga lebih rendah, dalam satuan satu, dapat diberikan seharga $ 0,891.

Pada tahun 2018, mikrokontroler dengan harga rendah di atas dari 2015 semuanya lebih mahal (dengan inflasi yang dihitung antara 2018 dan 2015 harga untuk unit-unit tertentu) di: mikrokontroler 8-bit dapat dibeli seharga $ 0,319 (1.000 unit) atau 1.000 unit) atau2.6% lebih tinggi, yang 16-bit seharga 0,464 (1.000 unit) atau 21% lebih tinggi, dan yang 32-bit seharga 0,503 SEHARGA $0,503 (1.000 unit , tetapi pada $ 0.466 untuk 5.000) atau 33% lebih tinggi.


Demikianlah artikel tentang Sejarah Mikrokontroler
LihatTutupKomentar