Dasar Dasar Memori

Petunjuk Praktikum Elektronika Digital 2
PERCOBAAN 8
MEMORY
8.1. TUJUAN :
Setelah melakukan percobaan ini mahasiswa diharapkan mampu
􀂾 Menjelaskan prinsip kerja memory secara umum
􀂾 Melakukan operasi simpan data di memory
􀂾 Melakukan operasi baca data dari memory
􀂾 Membuat integrasi memory
8.2. PERALATAN :
• Modul Wish Maker
• IC RAM 7489
• IC Decoder 74138
8.3. DASAR TEORI :
8.3.1. KONSEP DASAR MEMORY
Di dalam sistim digital, rangkaian memori menyajikan fungsi sebagai penyimpan informasi (data) secara permanen atau tetap yang dapat dipanggil kelak. Media penyimpan dapat berupa rangkaian terintegrasi semikonduktor atau peralatan magnetik seperti tape magnetik atau disk. Media magnetik umumnya dapat menyimpan banyak data dibandingkan dengan media semikonduktor, tapi waktu pengaksesannya (waktu yang diperlukan untuk menuju lokasi data dan kemudian membacanya), lebih lama.
Konsep memory dapat dijelaskan sebagai berikut, anggap kita mempunyai sebuah halaman buku yang kosong, belum ditulisi. Biasanya, sebuah buku tulis selalu bergaris-garis, dimana setiap baris dapat ditulisi dengan sebuah kalimat. Apabila setiap baris ke bawah diberi nomor urut, maka setiap baris memiliki nomor sendiri. Nomor tersebut dapat dinyatakan sebagai alamat dari setiap baris. Jadi, apabila kita menulis sebuah kalimat atau kata pada nomor baris tertentu, maka kalimat atau kata tersebut berada di lokasi nomor baris tersebut. Contoh, kita menulis “ Siapa saya ?” pada baris ke 10, maka kalimat “Siapa saya ?” tersebut merupakan informasi yang menempati lokasi ke-10.
Percobaan 8. 36
Memory
Petunjuk Praktikum Elektronika Digital 2
Sebuah unit memory berisi informasi data dalam bentuk bit-bit biner. Keluar masuknya data ke dan dari unit memory melalui jalur / bus data. Sedangkan alamat yang dituju untuk menyimpan atau membaca data ke dan dari memory diinformasikan melalui jalur/ bus alamat. Blok diagram unit memory dan peralatan pendukung lainnya diberikan dalam gambar 8.1. Unit memory 2k word n bit per word Jalur input n data Jalur k alamat Read Write Jalur output n data
Gambar 8.1. Unit memory
Sebuah layout memory terdiri dari nomor lokasi (alamat) dan elemen data yang menempati masing-masing lokasi. Bentuk sebuah layout memory ditunjukkan pada gambar 8.2.
DATABinaryDecimalIsi Memory 000000000001011010101011101000000000111010101110001001000000001020000110101000110111111110110211001110100010100111111111010220000110100011111111111111110231101111000100101ALAMAT MEMORY
Gambar 8.2. Layout Memory 1K x 16
Kapasitas memory pada gambar di atas adalah 1Kx16= 16384 bit, dimana jumlah lokasi yang tersedia adalah 1024 lokasi sedangkan masing-masing lokasi dapat menampung data sepanjang 16 bit.
8.3.2. KONSTRUKSI MEMORY
Sebuah sel memory dapat dibuat dari sebuah Flip-flop dan beberapa gerbang seperti ditunjukkan pada gambar 8.3. Sel ini terdiri dari 3 input dan 1 output. Input select
Percobaan 8. 37
Memory
Petunjuk Praktikum Elektronika Digital 2
berfungsi untuk meng-enable (mengaktifkan) sel untuk dapat membaca atau menulis data di sel. Nilai logika “1” atau “0” pada input read/write menentukan operasi yang dipilih.
Gambar 8.3. Sebuah Sel Biner (Binary Cell/BC) R S Q Input Select Read/Write Output
Sedangkan konstruksi sebuah memory yang sederhana, terdiri dari 12 sel biner (BC) ditunjukkan pada gambar 8.4. Bagan ini terdiri dari 4 lokasi, dimana masing-masing lokasi memuat 3 bit data. BC BC BC BC BC BC BC BC BC BC BC BC Input data Input alamat Output data D0D1D2D3Memory enable Read/Write Decoder 2x4
Gambar 8.4. Konstruksi Memory sederhana dengan 12 sel biner
Percobaan 8. 38
Memory
Petunjuk Praktikum Elektronika Digital 2
8.3.3. EKSPANSI DAN INTEGRASI MEMORY
Untuk memperbesar kapasitas penyimpanan, dapat dilakukan integrasi beberapa memory. Untuk mengintegrasikan memory, perlu digunakan peta memory yang menunjukkan pembagian lokasi masing-masing memory. Bentuk peta memory ditunjukkan seperti di bawah.
Memory 1 : PROM 8K x 8
Memory 2 : EPROM 8K x 8
Memory 3 : RAM 4K x 8.
Kapasitas total dari ke-tiga memory yang terintegrasi di atas adalah 20K x 8, sedangkan pembagian lokasi secara biner dan hexadesimal adalah sebagai berikut :
BINER HEXA
A14 A13 A12 A11 A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0000
0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1FFF
0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2000
0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 3FFF
1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 4000
1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 4FFF
PROM
EPROM
RAM
Kita perlu menyediakan kapasitas sedikitnya 32K x 8, dimana yang 12K x 8 akan digunakan sebagai cadangan. Untuk mendapatkan kapasitas 32K x 8, perlu disediakan paling sedikit 15 jalur alamat (A0 s/d A14). Karena jumlah memory yang akan diintegrasikan ada 3 buah, diperlukan decoder 2 x 4 ( 2-input, 4-output) sebagai selektor memory, dimana input decoder adalah A13 dan A14. Lay out dari integrasi memory ditunjukkan pada gambar 8.5.
Percobaan 8. 39
Memory
PROM 8K x 8EPROM 8K x 8RAM 4K x 8DECODER2x4MEMEMEA0
A
A14AA12
Gambar 8.5. Lay out Integrasi Memory 20 K x 8
8.4. PROSEDUR PERCOBAAN : DECODER1x274897489A0A3SW1A0A3SW5SW4SW6SW9D3D3D0D0S0S0S3S3L1L4SW10MEMER/WR/W
1. Dengan menggunakan modul Wish Maker, rangkailah dua buah IC RAM 74LS89 dan Decoder 74LS138 seperti gambar 8.6.
Gambar 6. Rangkaian Percobaan
Petunjuk Praktikum Elektronika Digital 2
2. Hubungkan 4 jalur address (A3 A2 A1 dan A0) masing-masing RAM ke switch input, 4 jalur input data (D3 D2 D1 dan D0) masing-masing RAM ke switch input. Hubungkan juga 4 jalur output data dari masing-masing RAM (S3 S2 S1 S0) ke output LED. Hubungkan 1 jalur R/W untuk menyeleksi operasi yang diinginkan dengan switch input. Hubungkan Switch input yang tersisa ke input decoder. Hubungkan dua output decoder ke ME dari masing-masing Memory.
3. Masukkan 4 set data pada memory pertama, dan 4 set data pada memory kedua dengan memberikan nilai “0” pada R/W (kondisi menulis data). SW5 = 0 untuk data di memory pertama dan SW5 = 1 untuk data di memory kedua. Atur alamat melalui SW1 s/d SW4.
4. Baca data yang telah ditulis pada masing-masing memory tersebut dengan memberikan nilai “1” pada R/W (kondisi membaca data). SW5 = 0 untuk data di memory pertama dan SW5 = 1 untuk data di memory kedua.
5. Tuliskan hasil pengamatan pada Tabel di bawah.
6. Ulangi untuk 4 set data yang lain dengan alamat yang berbeda. NoA4A3A2A1A0D3D2D1D0S3S2S1S012341234ALAMATDATA INPUTDATA OUTPUT
Percobaan 8. 41
Memory
Petunjuk Praktikum Elektronika Digital 2
8.5. TUGAS
1. Jelaskan berapa kapasitas memory berikut ini :
a. RAM 2K x 16 b. EEPROM 4Kx8 c. DROM 8Kx1
2. Jika disediakan jenis-jenis Memory sebagai berikut :
• 2 buah RAM 2Kx8
• 1 buah EPROM 8Kx8
• 2 buah EEPROM 4kx8
Jelaskan bagaimana mengintegrasikan memory-memory tersebut supaya tidak “conflict” satu dengan yang lain. Lengkapi dengan Tabel Pemetaan Memory dan pilih jenis Decoder sesuai yang diperlukan.
DIAGRAM PIN DAN TABEL KEBENARAN
7489 (64-bit Bipolar RAM)
74138 (Decoder / Demultiplexer)
Percobaan 8. 42
Memory