A.
Mengenal Embedded System
Embedded System merupakan sistem
komputer yang didesain dan dibuat dengan tujuan dan fungsi tertentu secara
spesifik. Embedded System terdiri atas perangkat keras dan perangkat lunak.
Perangkat keras dalam embedded system meliputi mikroprosesor atau
mikrokontroller dengan peambahan memori eksternal, I/O, dan komponen lainnya
seperti sensor, keypad, LED, dan LCD. Adapun perangkat lunak embedded berfungsi
sebagai penggerak pada embedded system.
Sebagian besar perangkat lunak pada
embedded system ini didukung oleh Real Time Opening System (RTOS). Real Time
Opening System (RTOS) merupakan sistem operasi multitasking yang diperuntukkan
dan dikhususkan untuk aplikasi real-time. Perangkat lunak embedded biasanya disebut
firmware karena perangkat lunak tipe ini dapat dimuat ke ROM, EPROM, atau
Memory Flash. Sekali program dimasukkan ke dalam perangkat keras maka program
tersebut tidak akan pernah berubah kecuali jika di program ulang.
Embedded system biasanya ditanamkan
pada perangkat yang lebih besar yang didalamnya terdapat perangkat keras dan
berbagai pralatan mekanik. Berbeda dengan komputer, embedded system dikhususkan
untuk melakukan fungsi dan tugas spesifik. Saat ini sudah banyak teknologi yang
telah ditanamkan embedded system ini contohnya pada lamera digital. Embedded
system diimplementasikan pada kamera digital agar dapat melakukan fitur
autofocus.
Dengan menggunakan embedded
system, maka kita dapat mengontrol perangkat untuk melakukan suatu tugas yang
spesifik. Dibandingkan dengan komputer / PC, embedded system lebih cepat dalam
waktu proses pada sistemnya. Hal tersebut terjadi karena embedded system
dibangun menggunakan bahasa pemrograman yang lebih dekat/dikenali oleh
perangkat keras. Bahasa pemrograman yang digunakan untuk mengembangkan embedded
system ini diantaranya adalah baha pemrograman ADA, Java, System, C, dan VHDL.
Untuk mengetahui perbedaan
embedded system dengan sistem lain, berikut merupakan ciri-ciri dari embedded
system.
1.
Mempunyai computing power (dilengkapi dengan
sebuah procesor)
2.
Bekerja di lingkungan luar ruangan IT (tidak
dilengkapi dengan AC dan mendapatkan gangguan seperti getaran dan debu)
3.
Memiliki tugas spesifik
Pemakaian embedded system dalam kehidupan sehari-hari dapat ditemukan
pada aplikasi-aplikasi berikut:
1.
Automatic Teller Machine (ATM)
2.
Peralatan jaringan komputer, termasuk router,
timeserver, dan firewall
3.
Printer komputer
4.
Mesin fotokopi
5.
Telepon genggam
6.
Penyimpanan hard disk
7.
Engine controller dan antilock brake controller
pada mobil
8.
Pengontrolan pabrik
9.
Komputer transaksi di jalan tol
10.
Peralatan surat elejtronik yang terpasang di
dalam mobil
Sistem kerja dari embedded system adalah sebagai berikut:
1.
Input analog/digital yang dilakukan oleh
pengguna. Contohnya adalah melalui saklar tombol, keypad, sensor, dan layar
sentuh
2.
Memproses input yang telah diberikan. Pemrosesan
dapat berupa perhitungan atau konversi. Misalnya, ADC (konversi analog ke
digital) mengubah input analog sensor ke output digital
3.
Memberikan hasilnya melalui perangkat output.
Contohnya adalah motor, LCD, dan layar sentuh
Kategori Embedded System
Embedded system dapat
diklasifikasikan berdasarkan fungsi dan kinerjanya, yaitu sebagai berikut:
1.
Embedded system stand alone (berdiri sendiri)
Merupakan embedded system yang dapat bekerja sendiri. Embedded system ini
dapat menerima input digital atau analog, melakukan kalibrasi, konversi,
pemrosesan data, serta menghasilkan output data misalnya melalui tampilan LCD.
Contoh alat dengan embedded system yang dapat berdiri sendiri adalah konsol
video game, MP3 player, dan kamera digital
2.
Embedded system real-time
Sistem yang dapat dikatakan embedded system real-time adalah jika
memiliki waktu resppon yang cepat. Beberapa tugas tertentu harus dilakukan
dalam periode waktu yang spesifik sehingga waktu respon ini merupakan hal yang
sangat penting. Terdapat 2 jenis daam embedded system real time ini, yaitu:
a.
Embedded system hard real-time
Hal yang perlu diperhatikan dalam embedded system hard real time ini
adalah jika pengerjaan operasinya melebihi waktu yang ditentukan, maka dapat
menyebabkan terjadinya kegagalan yang fatal dan kerusakan pada alat. Batas
waktu respon sistem ini yaitu dalam millisecond atau bahkan bisa lebih singkat
lagi. Contohnya adalah embedded system kontrol rudal (peluru kendali). Jika
penyelesaian operasinya tidak sesuai waktu, maka dapat menyebabkan bencara.
Contoh lain implementasi embedded system hard real time ini adalah paa sistem
kontrol kantong udara pada mobil. Jika penyelesaian operasi pada sistem ini tidak
sesuai, maka dapat mengancam keselamatan pengendara mobil karena kecelakaan
dapat terjadi dalam waktu yang sangat singkat. Embedded system harus dapat
bekerja dengan batas waktu yang sangat tepat. Oleh karena itu pemilihan chip
dan RTOS sangatlah penting pada embedded system hard real time ini.
b.
Embedded system soft real-time
Pada beberapa embedded system keterlambatan waktu respon dapat
ditoleransi pada batas tertentu. Embedded system tersebut termasuk ke dalam
kategor embedded system soft real time. Pelanggaran batas waktu tersebut dapat
menyebabkan kinerja sistem menurun, namun masih tetap dapat beroperasi. Contoh
alat pada embedded system kategori ini adalah microwave dan mesin cuci.
Walaupun ada batas waktu untuk setiap operasinya namun keterlambatan yang dapat
ditoleransi adalah dalam hitungan detik. Bukan millisecond
3.
Networked embedded system
Embedded
system ini digunakan untuk menghubungkan jaringan ke sumber akses. Jaringan
yang dibutuhkan dapat melalui jaringan LAN, WAN, atau internet. Media transmisinya
dapat menggunakan kabel atau nirkabel. Contoh dari LAN networked embedded
system adalah pada sistem pengamanan rumah dimana semua sensor (misalnya
pendeteksi gerak, sensor tekanan, sensor cahaya, dan sensor asap) terhubung
melalui kabel dan dijalankan dengan protokol TCP/IP. Sistem penagamanan rumah
dapat diintegrasikan dengan tambahan jaringan kamera yang dijakankan dengan
protokol HTTP. Subsistem dari embeded system jaringan ini dapat bekerja dengan
realtime ataupun non realtime. Pada sistem realtime, embedded system dapat
berdiri sendiri ataupun terhubung dengan jaringan.
Aspek=Aspek Penting dalam Embedded System
Berikut meripakan aspek-aspek penting yang membedakan
embedded system dengan sistem lain, dantaranya adalah sebagai berikut:
1.
Biaya
Komponen yang optimal memungkinkan untuk
implementasi sistem dengan biaya yang serendah-rendahnya. Hal ini disebabkan
karena perbedaan harga sedikit saja dapat sangat berpengaruh pada embedded
system ketika dipasarkan secara luas dalam jumlah yang besar
2.
Batasan Waktu
Pada umumnya embedded system merupakan
real-time system, maksudnya yaitu sistem yang prosesornya terbatasi oleh batas
waktu (time limit). Sistem-sistem inni umumnya merupakan sistem yang digunakan
untuk keperluan yang kritikal dan harus selalu aktif. Embedded system harus
dapat menangani masalah jika suatu saat real-time system mengalami serangan Denial
of Service (DoS) yang membuatnya menjadi lambat sehingga batas waktunya tidak
lagi terpengaruh.
3.
Interaksi langsung dengan dunia nyata
Embedded system control application pada
umumnya berhubungan langsung dengan dunia nyata. Oleh karena itu, jika terjadi
kesalahan atau kerusakan pada embedded system ini akan berdampak lebih besar
dibandingkan dengan sistem komputer biasa.
4.
Batasan energi
Banyak embedded system yang mengambil daya
dan energinya dari baterai. Maka serangan atau gangguan pun dapat terjadi pada
embedded system melalui power supply.
5.
Elektronika
Karena ambedded system merupakan sistem yang
sangat erat kaitannya dengan elektronika, maka serangan-serangan atau gangguan
juga mungkin didapatkan secara elektrik. Misalnya analisis dengan multimeter
dan logic analyzer. Walaupun sistem komputer lain pada dasarnya juga merupakan
elekronik, tetapi kemungkinan serangan dan gangguan pada embedded system bisa
lebih besar terjadi.
B. Mikrokontroler
Adalah merupakan sebuha komputer kecil dalam satu sirkuit
yang berisi inti prosesor, memori, dan input/output. Mikrokontroler tidak
ditanamkan dalam komputer karena mikrokontroler ini tidak didesain untuk
melakukan pekerjan-pekerjaan rumit. Mikrokontroler didesain khusus untuk
embedded system.
Mikrokontroler ini berukuran lebih kecil karena menyesuaikan
dengan embedded system yang tidak membutuhkan kapasitas dan address bus yang
terlalu besar. Mikrokontroler juga banyak dipasang ke barang-barang elektronik
karena harganya yang terjangkau
Sumber: Buku Informatika untuk SMA/MA Kelas XI, Imas Rahayu dan Dadan Hermawan, Grafindo Media Pratama, Bandung,2019.
Penjelasan versi Video dapat disimak melalui sematan berikut: