Peningkatan kinerja berfungsi sebagai landasan untuk meningkatkan keluaran, efisiensi, dan efektivitas berbagai proses baik dalam ranah individu maupun organisasi. Baik itu menyempurnakan kinerja seorang atlet atau mengoptimalkan operasi perusahaan komersial, upaya untuk meningkatkan kinerja merupakan tujuan yang tersebar luas di berbagai bidang.

Di Penjaga Pantai Amerika Serikat, upaya peningkatan kinerja dikodifikasikan dalam Panduan Peningkatan Kinerja (PIG). Sumber daya yang komprehensif ini menggambarkan spektrum proses dan alat yang bertujuan untuk memperkuat manajemen kinerja baik pada eselon individu maupun organisasi.

Di tingkat organisasi, peningkatan kinerja lebih dari sekedar peningkatan efisiensi, dan merupakan perwujudan pendekatan holistik terhadap perubahan organisasi. Para manajer dan badan pengatur mempelopori inisiatif untuk menilai tingkat kinerja saat ini, mengidentifikasi area yang perlu ditingkatkan, dan menerapkan intervensi strategis untuk mendorong keluaran dan efisiensi yang lebih tinggi. Komponen utama perbaikan organisasi mencakup penilaian kepuasan pelanggan, menyempurnakan perilaku organisasi, dan meningkatkan infrastruktur agar selaras dengan tujuan menyeluruh.

Tujuan menyeluruh dari perbaikan organisasi mencakup peningkatan efektivitas, efisiensi, dan kemanjuran. Meskipun efektivitas berkisar pada penyampaian barang dan jasa secara efisien, efisiensi berkaitan dengan optimalisasi pemanfaatan sumber daya. Efikasi, di sisi lain, berfokus pada penetapan dan pencapaian tujuan organisasi. Upaya perbaikan dapat terwujud di berbagai tingkatan, mulai dari pelaku individu hingga seluruh unit organisasi.

Di bidang bisnis, peningkatan kinerja tidak hanya mencakup efisiensi operasional, tetapi juga mencakup kinerja manusia dalam penjualan, operasional, dan keterlibatan karyawan. Memanfaatkan penghargaan psikologis, seperti motivasi dan pengakuan intrinsik, berfungsi sebagai strategi ampuh untuk menstimulasi kinerja dan menyelaraskan karyawan dengan tujuan organisasi. Dengan menggabungkan penghargaan tunai dan non-tunai ke dalam inisiatif peningkatan kinerja, organisasi dapat menumbuhkan budaya pencapaian dan keterlibatan.

Namun, penting untuk menyadari bahwa imbalan berupa uang tidak selalu memberikan hasil yang diinginkan, terutama dalam peran yang membutuhkan kreativitas dan otonomi. Dalam beberapa kasus, struktur insentif yang kaku dapat melemahkan semangat kerja dan menghambat kinerja. Oleh karena itu, pendekatan yang berbeda terhadap peningkatan kinerja, yang mempertimbangkan motivasi individu dan dinamika organisasi, sangat penting untuk keberhasilan yang berkelanjutan.

Jika kinerja karyawan berada di bawah harapan, organisasi dapat menerapkan rencana peningkatan kinerja (PIP) untuk memfasilitasi perbaikan. Intervensi terstruktur ini menguraikan harapan-harapan, menggambarkan area-area yang perlu diperbaiki, dan mengartikulasikan konsekuensi-konsekuensi dari ketidakpatuhan. Dengan membina komunikasi terbuka dan kolaborasi antara manajer dan karyawan, PIP berfungsi sebagai peta jalan untuk mendorong peningkatan kinerja sekaligus menumbuhkan budaya akuntabilitas dan dukungan.

Peningkatan kinerja bergantung pada tujuan dan sasaran yang konkrit dan terukur. Baik itu meningkatkan efisiensi proses, menyempurnakan hasil, atau mengoptimalkan pemanfaatan sumber daya, tujuannya adalah menjembatani kesenjangan antara kinerja saat ini dan batas kinerja teoritis. Strategi perbaikan meliputi penyempurnaan kebutuhan masukan, penyederhanaan keluaran, optimalisasi keluaran, dan evaluasi hasil.

Modifikasi perilaku berfungsi sebagai kunci untuk peningkatan kinerja, dengan mengambil wawasan dari hierarki kebutuhan Abraham Maslow. Dengan memupuk penghargaan dan pemenuhan sosial melalui program terstruktur dan inisiatif pengakuan, organisasi dapat memanfaatkan motivasi bawaan manusia untuk mendorong peningkatan kinerja. Kerangka kerja holistik Maslow menggarisbawahi interaksi antara faktor perilaku, kognitif, dan emosional, sehingga menawarkan pendekatan berbeda terhadap peningkatan kinerja.

Kesimpulannya, peningkatan kinerja mewakili perjalanan multifaset yang ditandai dengan siklus perencanaan, pembinaan, penilaian, dan modifikasi perilaku yang berulang. Dengan menerapkan pendekatan holistik, organisasi dapat memaksimalkan potensi sumber daya manusianya.

Sumber:

https://en.wikipedia.org

 

Mengontrol inventaris secara manual memiliki tantangan tersendiri: Hal ini dapat menguras tenaga, sulit untuk dibagikan, rentan terhadap kesalahan manusia, membuat dokumen berlebih yang tidak Anda perlukan, dan memerlukan pemantauan dan pengecekan fakta secara terus menerus.

Menurut Dr. Pyke, satu solusi perangkat lunak tidak cocok untuk semua organisasi. Dia mengatakan, “ada sistem yang terintegrasi dengan sistem ERP (perencanaan sumber daya perusahaan) yang sudah ada. Beberapa organisasi telah mengembangkan sistem mereka sendiri, mengambil pemikiran terbaik mereka, dan mengembangkan apa yang mereka butuhkan secara internal.

Ketika saya berkonsultasi, saya sering membantu usaha kecil mengembangkan spreadsheet mereka sendiri untuk memulai. Salah satu perusahaan yang saya sarankan adalah perusahaan perangkat lunak besar, dan perangkat lunak mereka sangat bagus dan dapat melakukan hal-hal besar untuk perusahaan mereka. Sistem ini memang ada untuk perusahaan yang lebih kecil, tetapi ada juga pilihan yang murah yang dapat melakukan pekerjaan yang sama baiknya.”

4 pertanyaan yang perlu ditanyakan tentang perangkat lunak pelacakan persediaan tingkat lanjut

Jika Anda mulai melihat perangkat lunak canggih untuk melacak inventaris, Anda perlu mendekatinya dengan hati-hati dan penuh pertimbangan. Pilihlah perangkat lunak manajemen inventaris dengan menjawab empat pertanyaan utama:

Produk dan jumlah produk apa yang perlu saya kelola?  

Kebutuhan perangkat lunak Anda pasti akan berbeda, tergantung pada apa dan berapa banyak yang Anda jual. Sebagai contoh, prioritas perangkat lunak akan sangat berbeda untuk perusahaan yang menjual makanan dengan perusahaan yang menjual barang elektronik kelas atas.

Perusahaan penjualan makanan membutuhkan perangkat lunak yang dapat melacak tanggal kedaluwarsa. Perusahaan yang menjual barang elektronik kelas atas membutuhkan perangkat lunak dengan fitur keamanan dan analitik yang memastikan stok mereka tidak usang.

Apa saja fitur penting yang saya butuhkan?

Beberapa sistem perangkat lunak akan terintegrasi dengan sistem yang sudah ada, namun ada juga yang tidak. Sangat penting untuk memutuskan apakah Anda memerlukan integrasi ini atau jika Anda akan mengeluarkan biaya tambahan untuk mengganti perangkat lunak. Selanjutnya, anggaplah bisnis Anda memiliki lintasan pertumbuhan yang masif dalam lima tahun ke depan. Dalam hal ini, pilihlah perangkat lunak yang dapat berkembang.

Berapa biaya yang harus saya keluarkan untuk perangkat lunak?

Sistem perangkat lunak yang menargetkan kontrol inventaris bisa sangat berbeda dalam hal biaya. Penjual yang baik dapat memberikan penawaran harga berdasarkan kebutuhan Anda. Dalam garis bawah tersebut, sertakan perangkat lunak lain yang perlu diubah untuk mengakomodasi pembelian baru dan biaya untuk transisi waktu staf. Hitunglah laba atas investasi (ROI) untuk setiap solusi yang Anda tinjau dan berapa lama waktu yang dibutuhkan untuk mengembalikan investasi tersebut.

Apa arti perangkat lunak bagi staf?

Tentukan apakah staf Anda saat ini dapat beradaptasi dengan perubahan besar dalam cara Anda menjalankan bisnis. Kemudian putuskan apakah Anda perlu mempekerjakan staf baru dengan keahlian yang berbeda, menugaskan kembali atau melatih ulang tim Anda saat ini. Misalnya, jika Anda mempekerjakan banyak pekerja berketerampilan rendah untuk menghitung inventaris, Anda mungkin tidak membutuhkan mereka dengan sistem inventaris abadi.

Selain itu, mereka mungkin tidak dapat membantu Anda mengatur perangkat lunak baru atau memecahkan masalah setelah instalasi. Anda mungkin perlu mempekerjakan anggota staf dengan keterampilan teknis perangkat lunak, tergantung pada kompleksitas perangkat lunak yang Anda beli. Jika Anda dapat menugaskan kembali anggota staf yang loyal ke pekerjaan lain atau melatih mereka untuk perangkat lunak tersebut, bagus sekali. Jika tidak, pertimbangkan terlebih dahulu kebutuhan bisnis Anda.

Memulai dengan perangkat lunak manajemen inventaris

Untuk mengontrol inventaris Anda secara efektif, Anda memerlukan visibilitas tingkat item-sesuatu yang dapat disediakan oleh perangkat lunak jika Anda menggunakannya secara konsisten. Dalam hal ini, penggunaan yang konsisten berarti setiap anggota staf menggunakannya dengan cara yang sama setiap kali mereka memproduksi, menjual, atau menerima barang. Perangkat lunak dapat menyediakan banyak hal di ujung jari Anda.

Misalnya, Anda selalu tahu apa yang telah terjual dan seberapa cepat, penawaran unik dan produk yang tidak lagi diproduksi. Anda memiliki versi elektronik dari setiap transaksi, yang dapat mencakup nomor komponen, jumlah, serta kapan dan di mana Anda menjualnya.

Keuntungan lain dari memiliki perangkat lunak kontrol inventaris khusus meliputi:

1. Peningkatan keuntungan
2. Tidak pernah mengalami kehabisan stok
3. Barcode dan label melacak inventaris
4. Tidak ada lagi penghapusan inventaris
5. Audit yang cepat dan efisien
6. Menghemat waktu
7. Lebih banyak fleksibilitas sistem
8. Pencarian informasi dengan cepat
9. Analisis bawaan untuk pengambilan keputusan
10. Untuk memulai, carilah perangkat lunak dengan fitur yang mendukung kebutuhan dan masa depan bisnis Anda.
11. Saat mencari perangkat lunak manajemen inventaris baru, pertimbangkan fitur-fitur berikut ini:
12. Parameter pengoptimalan inventaris
13. Alat pelacakan dan perkiraan untuk memberi sinyal anomali stok
14. Alat bantu yang mengotomatiskan pengisian ulang, termasuk alat bantu yang menghitung tingkat stok yang tepat
15. Manajemen waktu tunggu
16. Perhitungan stok pengaman
17. Manajemen biaya
18. Logika untuk mengetahui masa simpan yang kedaluwarsa dan produk yang bergerak lambat
19. Dukungan di berbagai lokasi
20. Integrasi perangkat lunak kantor pusat
21. Pemantauan inventaris otomatis
22. Kontrol batch otomatis
23. Metrik data pemasok
24. Integrasi barcode
25. Integrasi sistem RFID
26. Beberapa harga untuk barang, berdasarkan pelanggan
27. Penetapan harga dalam berbagai mata uang
28. Opsi untuk memperbarui per item atau per grup item
29. Komunikasi beberapa gudang
30. Metrik kontrol kualitas
31. Pelacakan batch
32. Dukungan untuk banyak pengguna

Ketika melihat sistem apa pun, penting untuk mengingat kebutuhan di masa depan dan bagaimana teknologi dapat membantu. Dr. Pyke berbagi, “Ada hewan besar yang disebut peramalan yang akan datang. Semua orang ingin memprediksi segala sesuatu yang mendasari setiap keputusan pembelian yang diambil konsumen.

Pembelajaran mesin dan jumlah data yang sangat besar hanya akan membuat kemampuan untuk memprediksi menjadi lebih baik. Memanfaatkan kemampuan tersebut dengan cara yang tidak memakan banyak biaya adalah masa depan industri ini.

“Blockchain dalam rantai pasokan juga sedang naik daun. Anda tidak perlu blockchain untuk menjadi berharga, tetapi visibilitas terhadap apa yang ada di luar sana akan meningkat. Seiring berjalannya waktu, akan menarik untuk melihat apa yang nyata dan apa yang hype, tetapi semuanya akan berdampak, terlepas dari itu.

Saran saya adalah agar bisnis duduk sejenak di pinggir lapangan dan melihat apa yang terjadi. Pada akhirnya, perusahaan akan dapat menggunakannya untuk perbaikan dalam manajemen inventaris.”

Praktik terbaik dalam menggunakan perangkat lunak manajemen inventaris

Apakah Anda menggunakan sistem perangkat lunak khusus atau spreadsheet, Anda masih perlu mengikuti beberapa praktik terbaik. Gunakan alat apa pun yang tersedia untuk mengoptimalkan tingkat inventaris.

Setelah Anda menyiapkan perangkat lunak manajemen inventaris, ikuti tips berikut:

1. Gunakan platform yang dapat berbicara satu sama lain atau semuanya berada di bawah sistem yang sama.
2. Perlakukan setiap item dalam inventaris Anda secara berbeda; setiap SKU berbeda karena suatu alasan.
3. Pastikan persediaan Anda berada di atas papan dengan menggunakan data yang tersedia.
4. Gunakan perangkat seluler jika memungkinkan.
5. Susun inventaris Anda.
6. Lakukan penghitungan siklus dan perbarui data di sistem Anda.
7. Hubungkan semua transaksi ke perangkat lunak Anda.

Anda juga harus memastikan bahwa Anda tidak membeli sesuatu yang terlalu rumit untuk apa yang dibutuhkan perusahaan Anda dan bahwa perangkat lunak tersebut sepadan dengan biayanya. Jika tidak, bukan hanya membuang-buang uang, tetapi Anda juga bisa berakhir dengan frustrasi yang tidak perlu. Namun, jika perangkat lunak Anda dilengkapi dengan kapasitas analisis, pastikan Anda melakukan pengukuran.

Jika Anda membeli atau ingin membeli perangkat lunak manajemen inventaris, gunakanlah untuk melakukan perhitungan berikut ini:

• Produk apa saja yang terjual dan tidak terjual
• Total biaya inventaris
• Tren inventaris dan data penjualan
• Anggaran persediaan

Cara menjaga keamanan stok anda

Memastikan stok Anda aman juga harus menjadi prioritas utama saat memikirkan tentang kontrol inventaris. Apakah yang menjadi perhatian Anda adalah pencuri dan pengutil atau karyawan Anda, keamanan stok mempengaruhi keuntungan Anda. Untuk melindungi barang-barang Anda dari orang-orang yang akan mencurinya di depan pintu depan Anda, kenali inventaris mana yang paling mahal atau yang paling diminati.

Misalnya, deterjen dan pisau cukur adalah komoditas dengan target tinggi. Semua orang membutuhkannya; mereka pasti akan menjualnya kembali dan merupakan salah satu barang yang paling banyak dicuri di toko kelontong mana pun. Produk-produk ini harus dapat diakses oleh pelanggan tetapi ditempatkan di tempat yang mudah terlihat jika Anda memiliki masalah dengan pencurian.

Anda harus melengkapi barang-barang mahal dan canggih seperti komputer dan barang elektronik dengan tag RFID yang dapat menambah keamanan. Alarm akan berbunyi jika tag tersebut dilepas. Pastikan untuk mengamankan pengiriman setelah barang tiba.

Sebelum Anda memasukkan barang ke dalam sistem Anda adalah waktu yang paling rawan bagi barang tersebut untuk hilang atau dicuri. Buanglah semua bahan pengemas tambahan, sehingga pencuri tidak mengetahui bahwa pengiriman baru saja dilakukan. Jika memungkinkan, pasang televisi sirkuit tertutup (CCTV), yang juga disebut pengawasan video, di tempat parkir Anda dan lokasi-lokasi rawan lainnya untuk menangkis potensi pencurian.

Ancaman dari luar bukan satu-satunya masalah keamanan yang harus Anda perhatikan. Staf juga bisa mencuri. Latihlah tim Anda tentang sistem keamanan yang ada dan kebijakan yang menangani pencurian dan disiplinnya. Banyak orang tidak menyadari kerugian yang ditimbulkan oleh pencurian terhadap bisnis, termasuk biaya pergantian staf dan keamanan kerja. Jadi, latihlah staf Anda untuk memahami dampak sebenarnya dari pencurian.

Dengan membuat prosedur yang mencegah pencurian, Anda dapat mencegahnya sebelum terjadi. Misalnya, staf yang mengawasi stok tidak boleh memantau catatan keuangan perusahaan. Batasi area akses untuk personel, dan bagikan tanggung jawab. Pertimbangkan apakah semua staf memerlukan akses ke setiap bagian gudang Anda atau setiap lemari persediaan.

Tugaskan staf yang bertanggung jawab untuk mengaudit untuk membantu staf lain dalam memenuhi kebutuhan persediaan mereka. Secara teratur menugaskan kembali staf untuk mengontrol stok untuk mencegah kolusi. Terakhir, pertimbangkan apakah Anda menggunakan fungsi-fungsi dalam perangkat lunak yang ada dengan kemampuan terbaiknya.

NetSuite dapat membantu memberikan visibilitas ke dalam proses kontrol inventaris anda

Mengelola inventaris dengan benar dapat membuat atau menghancurkan bisnis, dan memiliki wawasan tentang stok Anda pada saat tertentu sangat penting untuk kesuksesan. Terlepas dari jenis proses kontrol inventaris yang Anda pilih, para pengambil keputusan tahu bahwa mereka membutuhkan alat yang tepat agar dapat mengelola inventaris secara efektif. NetSuite menawarkan serangkaian alat asli untuk melacak inventaris di berbagai lokasi, menentukan titik pemesanan ulang dan mengelola stok pengaman dan jumlah siklus. Temukan keseimbangan yang tepat antara permintaan dan penawaran di seluruh organisasi Anda dengan fitur perencanaan permintaan dan perencanaan kebutuhan distribusi.

Pelajari lebih lanjut tentang bagaimana Anda dapat menggunakan NetSuite untuk mengelola inventaris secara otomatis, mengurangi biaya penanganan, dan meningkatkan arus kas.

Pertanyaan umum manajemen inventaris

Apa yang dimaksud dengan Proses Inventory Control?

Proses inventory control adalah proses dan teknik yang digunakan untuk mengelola persediaan bisnis. Proses-proses ini membantu memastikan inventaris diisi pada tingkat yang tepat, tidak kedaluwarsa atau terlalu mahal untuk disimpan dalam jangka panjang, dan tersedia di lokasi dan waktu yang tepat.

Apa contoh dari Pengendalian Persediaan?

Contoh pengendalian inventaris dapat ditemukan di toko bahan makanan dan bisnis lain yang menjual barang yang mudah rusak. Toko bahan makanan bekerja keras untuk memastikan makanan segar tersedia saat pelanggan menginginkannya, tetapi tidak memesan terlalu banyak sehingga membusuk di rak. Dengan bisnis gudang di mana barang yang mudah rusak tidak menjadi masalah, proses kontrol inventaris memastikan produk dengan permintaan tinggi tersedia sementara produk dengan permintaan lebih rendah disimpan dalam pasokan yang lebih rendah.

Apa Tujuan Pengendalian Persediaan?

Persediaan adalah biaya utama bagi bisnis. Selain biaya barang, perusahaan harus membayar untuk penyimpanan dan real estat terkait, staf, dan utilitas untuk menjaga agar barang-barang tersebut tetap tersedia. Kontrol inventaris bertujuan untuk mengoptimalkan inventaris agar Anda tidak kelebihan atau kekurangan stok untuk barang tertentu.

Apa saja empat jenis persediaan?

Jenis persediaan utama yang ditemukan adalah bahan baku/komponen, WIP (barang dalam proses), barang jadi, dan MRO (pemeliharaan, perbaikan, dan persediaan operasi). Tidak semua bisnis memiliki keempat jenis persediaan tersebut, tetapi sebagian besar bisnis memerlukan setidaknya satu dari kategori persediaan ini.

Disadur dari: netsuite.com

Teman sebaya, orang dewasa lainnya, dan orang tua adalah beberapa kekuatan yang membatasi, membimbing, atau membentuk seseorang selama proses ini—baik disengaja atau tidak. Enkulturasi mengarah pada kemahiran dalam bahasa, adat istiadat, dan nilai-nilai budaya jika efektif. Setiap orang mengalami enkulturasi dengan caranya sendiri yang unik seiring mereka tumbuh dewasa. Enkulturasi membantu mengubah seseorang menjadi warga negara yang terhormat. Disadari atau tidak, budaya mempengaruhi segala sesuatu yang mereka lakukan. Enkulturasi adalah proses mendarah daging yang menyatukan orang-orang. Aspek-aspek tertentu dari suatu budaya, seperti keyakinan inti, sikap, sudut pandang, dan metode membesarkan anak, tidak pernah berubah. Toleransi difasilitasi oleh enkulturasi dan penting untuk hidup bersama yang harmonis.

 

Pengertian sosialisasi, yang merupakan dasar kajian sosiologi, terkait erat dengan proses enkulturasi, yang paling sering dikaji dalam mata pelajaran antropologi. Keduanya pada hakikatnya menjelaskan bagaimana seseorang menyesuaikan diri dengan suatu kelompok sosial dengan mengambil norma-norma, nilai-nilai, dan konsep-konsep kelompok tersebut. Dalam beberapa bidang studi, sosialisasi menunjukkan pembentukan pribadi yang disengaja. Oleh karena itu, frasa tersebut dapat merujuk pada enkulturasi yang disengaja dan tidak disengaja.

 

Mempelajari dan mengasimilasi budaya tidak selalu harus melalui proses sosial, disengaja, atau langsung. Meskipun ada banyak cara untuk menyebarkan budaya, pendekatan sosial yang paling populer mencakup observasi sosial, pengajaran, dan penerimaan instruksi. Teknik yang kurang jelas mencakup transmisi dan adaptasi budaya lintas peradaban, seperti mempelajari budaya seseorang melalui media, lingkungan informasi, dan berbagai teknologi sosial. Ekspansi budaya hip-hop ke negara bagian dan komunitas di luar asal Amerika adalah ilustrasi utama dari hal ini.

 

Beberapa literatur akademis menyebut enkulturasi sebagai akulturasi. Namun tulisan yang lebih baru menunjukkan bahwa keduanya memiliki arti yang berbeda. Akulturasi mengacu pada perolehan budaya baru, seperti budaya tuan rumah, sedangkan enkulturasi mewakili proses mempelajari budaya sendiri. Yang terakhir ini dikaitkan dengan konsep kejutan budaya, yang mencirikan disonansi emosional yang tiba-tiba antara rangsangan budaya yang familiar dan asing.

 

Sosiolog terkenal Talcott Parsons menyebut anak-anak sebagai "orang barbar" karena mereka tidak memiliki budaya pada intinya. Harry Collins, seorang sosiolog sains, menggunakan kata "enkulturasi" untuk mencirikan model pertukaran informasi ilmiah di kalangan ilmuwan, membedakannya dari metode komunikasi "algoritmik".

 

Kaum minoritas mungkin sepenuhnya mengidentifikasikan diri dengan warisan ras mereka setibanya di Amerika Serikat sebelum memulai proses enkulturasi. Banyak proses yang dapat mengarah pada enkulturasi. Pendidikan langsung adalah ketika anggota keluarga, guru, atau anggota masyarakat lainnya dengan jelas menunjukkan kepada Anda keyakinan, nilai, atau standar perilaku tertentu yang diharapkan. Mengajari anak-anak perilaku yang sesuai dengan budaya mereka, seperti tata krama makan dan beberapa aspek interaksi sosial yang sopan, mungkin merupakan tanggung jawab penting orang tua. Pendidikan keluarga dan sosial yang ketat, yang seringkali menggunakan berbagai teknik penguatan positif dan negatif untuk membentuk perilaku, dapat menyebabkan seseorang berpegang teguh pada keyakinan dan praktik agamanya. Sekolah juga menyediakan lingkungan resmi untuk mengajarkan prinsip-prinsip nasional, seperti menghormati bendera, lagu kebangsaan, dan simbol patriotisme penting lainnya.

 

Orang terlibat dalam pembelajaran aktif ketika mereka secara aktif terlibat dengan lingkungan dan budayanya. Mereka memahami norma-norma sosiokultural setempat melalui partisipasi mereka dalam kegiatan-kegiatan yang bermanfaat, dan mereka bahkan mungkin memiliki sifat dan cita-cita yang serupa. Salah satu cara untuk membantu menanamkan manfaat kepedulian terhadap lingkungan dan melindungi alam adalah dengan merencanakan acara pengumpulan sampah di taman umum di sekolah Anda. Tradisi yang ketat sering kali sangat menekankan pembelajaran interaktif; anak-anak yang ikut menyanyikan mazmur Natal, misalnya, akan menyerap tradisi dan ciri-ciri hari raya.

 

Ketika sebagian besar informasi diperoleh melalui melihat dan menyalin orang lain, ini dikenal sebagai pembelajaran observasional. Bahkan jika seseorang yang dekat dengan model percaya bahwa mengikuti arahan model akan membawa hasil positif dan yakin bahwa mereka mampu meniru perilaku tersebut, pembelajaran tetap dapat terjadi tanpa adanya panduan yang jelas. Misalnya, seorang anak yang cukup beruntung dilahirkan dalam hubungan penuh kasih sayang dengan walinya akan belajar bagaimana menjadi peka dan penuh perhatian dalam hubungan mereka di masa depan.

 

Sumber:

 

https://en.wikipedia.org

Mikroprosesor adalah prosesor komputer yang logika pemrosesan data dan kontrolnya disertakan pada satu sirkuit terpadu (IC), atau sejumlah kecil IC. Mikroprosesor berisi sirkuit aritmatika, logika, dan kontrol yang diperlukan untuk menjalankan fungsi unit pemrosesan pusat (CPU) komputer. Mikroprosesor adalah sirkuit terpadu digital multiguna, berbasis clock, berbasis register, yang menerima data biner sebagai input, memprosesnya sesuai dengan instruksi yang tersimpan di memorinya, dan memberikan hasil (juga dalam bentuk biner) sebagai output. Mikroprosesor berisi logika kombinasional dan logika digital sekuensial, dan beroperasi pada angka dan simbol yang direpresentasikan dalam sistem bilangan biner.

Integrasi seluruh CPU ke dalam satu atau beberapa sirkuit terpadu menggunakan Integrasi Skala Sangat Besar (VLSI) sangat mengurangi biaya daya pemrosesan. Prosesor sirkuit terpadu diproduksi dalam jumlah besar dengan proses fabrikasi metal-oksida-semikonduktor (MOS) yang sangat otomatis, sehingga menghasilkan harga satuan yang relatif rendah. Prosesor chip tunggal meningkatkan keandalan karena ada lebih sedikit sambungan listrik yang dapat gagal. Seiring dengan meningkatnya desain mikroprosesor, biaya pembuatan chip (dengan komponen yang lebih kecil yang dibangun di atas chip semikonduktor dengan ukuran yang sama) pada umumnya tetap sama sesuai dengan hukum Rock.

Sebelum mikroprosesor, komputer kecil dibuat dengan menggunakan rak papan sirkuit dengan banyak sirkuit terintegrasi skala menengah dan kecil, biasanya dari jenis TTL. Mikroprosesor menggabungkan ini menjadi satu atau beberapa IC skala besar. Meskipun ada ketidaksepakatan tentang siapa yang pantas mendapatkan kredit atas penemuan mikroprosesor, mikroprosesor pertama yang tersedia secara komersial adalah Intel 4004, yang dirancang oleh Federico Faggin dan diperkenalkan pada tahun 1971.

Peningkatan kapasitas mikroprosesor yang terus berlanjut sejak saat itu membuat bentuk komputer lain hampir sepenuhnya usang (lihat sejarah perangkat keras komputasi), dengan satu atau lebih mikroprosesor yang digunakan dalam segala hal, mulai dari sistem tertanam dan perangkat genggam terkecil hingga komputer utama dan superkomputer terbesar.

Mikroprosesor berbeda dengan mikrokontroler termasuk sistem pada sebuah chip. Mikroprosesor terkait tetapi berbeda dengan prosesor sinyal digital.

Struktur

Kompleksitas sirkuit terpadu dibatasi oleh keterbatasan fisik pada jumlah transistor yang dapat dimasukkan ke dalam satu chip, jumlah terminasi paket yang dapat menghubungkan prosesor ke bagian lain dari sistem, jumlah interkoneksi yang dimungkinkan untuk dilakukan pada chip, dan panas yang dapat dihilangkan oleh chip. Kemajuan teknologi membuat chip yang lebih kompleks dan kuat menjadi layak untuk diproduksi.

Mikroprosesor hipotetis minimal mungkin hanya mencakup unit logika aritmatika (ALU), dan bagian logika kontrol. ALU melakukan penjumlahan, pengurangan, dan operasi seperti AND atau OR. Setiap operasi ALU menetapkan satu atau lebih flag dalam register status, yang menunjukkan hasil operasi terakhir (nilai nol, angka negatif, overflow, atau lainnya). Logika kontrol mengambil kode instruksi dari memori dan memulai urutan operasi yang diperlukan ALU untuk melaksanakan instruksi. Satu kode operasi dapat mempengaruhi banyak jalur data, register, dan elemen lain dari prosesor.

Seiring dengan kemajuan teknologi sirkuit terpadu, memungkinkan untuk membuat prosesor yang lebih kompleks pada satu chip. Ukuran objek data menjadi lebih besar; memungkinkan lebih banyak transistor pada sebuah chip yang memungkinkan ukuran kata meningkat dari kata 4 dan 8-bit hingga kata 64-bit saat ini. Fitur tambahan ditambahkan ke arsitektur prosesor; lebih banyak register dalam chip mempercepat program, dan instruksi yang rumit dapat digunakan untuk membuat program yang lebih ringkas. Aritmatika floating-point, misalnya, sering kali tidak tersedia pada mikroprosesor 8-bit, tetapi harus dilakukan dalam perangkat lunak. Integrasi unit floating-point, pertama sebagai sirkuit terintegrasi yang terpisah dan kemudian sebagai bagian dari chip mikroprosesor yang sama, mempercepat perhitungan floating-point.

Kadang-kadang, keterbatasan fisik sirkuit terpadu membuat praktik seperti pendekatan bit slice diperlukan. Alih-alih memproses semua kata yang panjang pada satu sirkuit terintegrasi, beberapa sirkuit secara paralel memproses subset dari setiap kata. Meskipun hal ini membutuhkan logika tambahan untuk menangani, misalnya, carry dan overflow dalam setiap irisan, hasilnya adalah sistem yang dapat menangani, misalnya, kata 32-bit menggunakan sirkuit terintegrasi dengan kapasitas hanya empat bit.

Kemampuan untuk menempatkan transistor dalam jumlah besar pada satu chip membuatnya memungkinkan untuk mengintegrasikan memori pada die yang sama dengan prosesor. Cache CPU ini memiliki keunggulan akses yang lebih cepat daripada memori off-chip dan meningkatkan kecepatan pemrosesan sistem untuk banyak aplikasi. Frekuensi clock prosesor telah meningkat lebih cepat daripada kecepatan memori eksternal, sehingga memori cache diperlukan jika prosesor tidak ingin ditunda oleh memori eksternal yang lebih lambat.

Desain beberapa prosesor telah menjadi cukup rumit sehingga sulit untuk diuji sepenuhnya, dan hal ini telah menyebabkan masalah pada penyedia cloud yang besar.

Desain tujuan khusus

Mikroprosesor adalah entitas serba guna. Beberapa perangkat pemrosesan khusus telah menyusul:

• Prosesor sinyal digital (DSP) dikhususkan untuk pemrosesan sinyal.

• Unit pemrosesan grafis (GPU) adalah prosesor yang dirancang terutama untuk rendering gambar secara real-time.

• Unit khusus lainnya ada untuk pemrosesan video dan visi mesin.

• Mikrokontroler dalam sistem tertanam dan perangkat periferal.

• Sistem pada chip (SoC) sering kali mengintegrasikan satu atau lebih inti mikroprosesor dan mikrokontroler dengan komponen lain seperti modem radio, dan digunakan pada ponsel cerdas dan komputer tablet.

Pertimbangan kecepatan dan daya

Mikroprosesor dapat dipilih untuk aplikasi yang berbeda berdasarkan ukuran kata, yang merupakan ukuran kompleksitasnya. Ukuran kata yang lebih panjang memungkinkan setiap siklus clock prosesor untuk melakukan lebih banyak komputasi, tetapi sesuai dengan sirkuit terpadu yang secara fisik lebih besar dengan konsumsi daya siaga dan operasi yang lebih tinggi. Prosesor 4, 8, atau 12-bit secara luas diintegrasikan ke dalam mikrokontroler yang mengoperasikan sistem yang disematkan. Di mana sistem diharapkan menangani volume data yang lebih besar atau memerlukan antarmuka pengguna yang lebih fleksibel, prosesor 16, 32, atau 64-bit digunakan. Prosesor 8- atau 16-bit dapat dipilih daripada prosesor 32-bit untuk sistem pada chip atau aplikasi mikrokontroler yang membutuhkan elektronik berdaya sangat rendah, atau merupakan bagian dari sirkuit terpadu sinyal campuran dengan elektronik analog dalam chip yang peka terhadap kebisingan seperti konverter analog ke digital resolusi tinggi, atau keduanya. Beberapa orang mengatakan bahwa menjalankan aritmatika 32-bit pada chip 8-bit dapat menggunakan lebih banyak daya, karena chip harus menjalankan perangkat lunak dengan banyak instruksi. Namun, yang lain mengatakan bahwa chip 8-bit modern selalu lebih hemat daya daripada chip 32-bit saat menjalankan rutinitas perangkat lunak yang setara.

Aplikasi yang disematkan

Ribuan item yang secara tradisional tidak berhubungan dengan komputer termasuk mikroprosesor. Ini termasuk peralatan rumah tangga, kendaraan (dan aksesorinya), alat dan instrumen uji, mainan, sakelar/peredup lampu dan pemutus sirkuit listrik, alarm asap, kemasan baterai, dan komponen audio/visual hi-fi (mulai dari pemutar DVD hingga meja putar piringan hitam). Produk seperti telepon seluler, sistem video DVD, dan sistem siaran HDTV pada dasarnya membutuhkan perangkat konsumen dengan mikroprosesor yang kuat dan murah. Standar pengendalian polusi yang semakin ketat secara efektif mengharuskan produsen mobil untuk menggunakan sistem manajemen mesin mikroprosesor untuk memungkinkan pengendalian emisi yang optimal pada kondisi pengoperasian mobil yang sangat bervariasi. Kontrol yang tidak dapat diprogram akan membutuhkan implementasi yang besar, atau mahal untuk mencapai hasil yang mungkin dicapai dengan mikroprosesor.

Program kontrol mikroprosesor(perangkat lunak tertanam) dapat disesuaikan agar sesuai dengan kebutuhan lini produk, sehingga memungkinkan peningkatan kinerja dengan desain ulang produk yang minimal. Fitur unik dapat diimplementasikan dalam berbagai model lini produk dengan biaya produksi yang dapat diabaikan.

Kontrol mikroprosesor pada suatu sistem dapat memberikan strategi kontrol yang tidak praktis untuk diterapkan menggunakan kontrol elektromekanis atau kontrol elektronik yang dibuat khusus. Sebagai contoh, sistem kontrol mesin pembakaran internal dapat menyesuaikan waktu pengapian berdasarkan kecepatan mesin, beban, suhu, dan kecenderungan knocking yang teramati-memungkinkan mesin beroperasi pada berbagai tingkat bahan bakar.

Sejarah

Munculnya komputer berbiaya rendah pada sirkuit terpadu telah mengubah masyarakat modern. Mikroprosesor serba guna pada komputer pribadi digunakan untuk komputasi, pengeditan teks, tampilan multimedia, dan komunikasi melalui Internet. Banyak lagi mikroprosesor yang merupakan bagian dari sistem tertanam, yang menyediakan kontrol digital atas banyak sekali objek mulai dari peralatan, mobil, telepon seluler, dan kontrol proses industri. Mikroprosesor melakukan operasi biner berdasarkan logika Boolean, yang diambil dari nama George Boole. Kemampuan untuk mengoperasikan sistem komputer menggunakan Logika Boolean pertama kali dibuktikan dalam tesis tahun 1938 oleh mahasiswa master Claude Shannon, yang kemudian menjadi profesor. Shannon dianggap sebagai "Bapak Teori Informasi". Pada tahun 1951, Microprogramming ditemukan oleh Maurice Wilkes di University of Manchester, Inggris, dari kesadaran bahwa prosesor pusat dapat dikontrol oleh program khusus dalam ROM khusus. Wilkes juga dikreditkan dengan ide label simbolik, makro, dan perpustakaan subrutin.

Mengikuti pengembangan chip sirkuit terpadu MOS pada awal 1960-an, chip MOS mencapai kepadatan transistor yang lebih tinggi dan biaya produksi yang lebih rendah daripada sirkuit terpadu bipolar pada tahun 1964. Chip MOS semakin meningkat dalam kompleksitas pada tingkat yang diprediksi oleh hukum Moore, yang mengarah pada integrasi skala besar (LSI) dengan ratusan transistor pada satu chip MOS pada akhir 1960-an. Penerapan chip MOS LSI pada komputasi adalah dasar dari mikroprosesor pertama, karena para insinyur mulai menyadari bahwa prosesor komputer yang lengkap dapat dimuat dalam beberapa chip MOS LSI. Para perancang pada akhir tahun 1960-an berusaha keras untuk mengintegrasikan fungsi central processing unit (CPU) komputer ke dalam beberapa chip MOS LSI, yang disebut chipset unit mikroprosesor (MPU).

Meskipun ada ketidaksepakatan mengenai siapa yang menemukan mikroprosesor, mikroprosesor pertama yang tersedia secara komersial adalah Intel 4004, yang dirilis sebagai chip MOS LSI tunggal pada tahun 1971. Mikroprosesor chip tunggal ini dimungkinkan dengan pengembangan teknologi gerbang silikon MOS (SGT). Transistor MOS yang paling awal memiliki gerbang logam aluminium, yang kemudian digantikan oleh fisikawan Italia, Federico Faggin, dengan gerbang silikon yang dapat disejajarkan sendiri untuk mengembangkan chip MOS gerbang silikon pertama di Fairchild Semiconductor pada tahun 1968.  Faggin kemudian bergabung dengan Intel dan menggunakan teknologi MOS gerbang silikonnya untuk mengembangkan 4004, bersama dengan Marcian Hoff, Stanley Mazor, dan Masatoshi Shima pada tahun 1971. 4004 dirancang untuk Busicom, yang sebelumnya telah mengusulkan desain multi-chip pada tahun 1969, sebelum tim Faggin di Intel mengubahnya menjadi desain chip tunggal yang baru. Intel memperkenalkan mikroprosesor komersial pertama, Intel 4004 4-bit, pada tahun 1971. Kemudian disusul dengan mikroprosesor 8-bit Intel 8008 pada tahun 1972. Chipset MP944 yang digunakan di F-14 Central Air Data Computer pada tahun 1970 juga disebut-sebut sebagai mikroprosesor awal, tetapi tidak diketahui publik sampai dideklasifikasi pada tahun 1998.

Penggunaan mikroprosesor 4-bit dan 8-bit lainnya yang tertanam, seperti terminal, printer, berbagai jenis otomatisasi, dan lain-lain, segera menyusul setelahnya. Mikroprosesor 8-bit yang terjangkau dengan pengalamatan 16-bit juga menghasilkan mikrokomputer serba guna pertama sejak pertengahan 1970-an.

Penggunaan pertama istilah "mikroprosesor" dikaitkan dengan Viatron Computer Systems yang menggambarkan sirkuit terintegrasi khusus yang digunakan dalam sistem komputer kecil System 21 yang diumumkan pada tahun 1968.

Sejak awal tahun 1970-an, peningkatan kapasitas mikroprosesor telah mengikuti hukum Moore; hukum ini pada awalnya menyatakan bahwa jumlah komponen yang dapat dipasang pada sebuah chip meningkat dua kali lipat setiap tahunnya. Dengan teknologi saat ini, sebenarnya setiap dua tahun sekali, [sumber usang] dan akibatnya Moore kemudian mengubah periode tersebut menjadi dua tahun sekali.

Proyek pertama

Proyek-proyek ini menghasilkan mikroprosesor pada waktu yang hampir bersamaan: Central Air Data Computer (CADC) Garrett AiResearch(1970), TMS 1802NC dari Texas Instruments(September 1971), dan 4004 dari Intel(November 1971, berdasarkan rancangan Busicom tahun 1969). Bisa dibilang, mikroprosesor Four-Phase Systems AL1 juga diluncurkan pada tahun 1969.

Sistem Empat Fase AL1 (1969)

Four-Phase Systems AL1 adalah chip irisan bit 8-bit yang berisi delapan register dan ALU. Ini dirancang oleh Lee Boysel pada tahun 1969.  Pada saat itu, ini merupakan bagian dari sembilan chip, CPU 24-bit dengan tiga AL1. Kemudian disebut mikroprosesor ketika, sebagai tanggapan atas litigasi tahun 1990-an oleh Texas Instruments, Boysel membangun sistem demonstrasi di mana satu AL1 menjadi bagian dari sistem komputer demonstrasi ruang sidang, bersama dengan RAM, ROM, dan perangkat input-output.

Garrett AiResearch CADC (1970)

Pada tahun 1968, Garrett AiResearch (yang mempekerjakan desainer Ray Holt dan Steve Geller) diundang untuk memproduksi komputer digital untuk bersaing dengan sistem elektromekanis yang saat itu sedang dikembangkan untuk komputer kontrol penerbangan utama di pesawat tempur F-14 Tomcat Angkatan Laut AS yang baru. Desain ini selesai pada tahun 1970, dan menggunakan chipset berbasis MOS sebagai CPU inti. Desainnya secara signifikan (sekitar 20 kali) lebih kecil dan jauh lebih dapat diandalkan daripada sistem mekanis yang menjadi saingannya dan digunakan pada semua model Tomcat awal. Sistem ini berisi " multi-mikroprosesor paralel 20-bit, pipa, dan paralel ". Angkatan Laut menolak untuk mengizinkan publikasi desain sampai tahun 1997. Dirilis pada tahun 1998, dokumentasi tentang CADC, dan chipset MP944, sangat terkenal. Kisah otobiografi Ray Holt tentang desain dan pengembangan ini disajikan dalam buku ini: Insinyur yang tidak disengaja (The Accidental Engineer).

Ray Holt lulus dari California State Polytechnic University, Pomona pada tahun 1968, dan memulai karier desain komputernya dengan CADC. Sejak awal, proyek ini diselimuti kerahasiaan hingga tahun 1998, ketika atas permintaan Holt, Angkatan Laut AS mengizinkan dokumen-dokumen tersebut masuk ke dalam domain publik. Holt mengklaim bahwa tidak ada yang membandingkan mikroprosesor ini dengan mikroprosesor yang muncul setelahnya. Menurut Parab dkk. (2007),

Makalah dan literatur ilmiah yang diterbitkan sekitar tahun 1971 mengungkapkan bahwa prosesor digital MP944 yang digunakan untuk pesawat F-14 Tomcat Angkatan Laut AS memenuhi syarat sebagai mikroprosesor pertama. Meskipun menarik, prosesor ini bukanlah prosesor chip tunggal, seperti halnya Intel 4004 - keduanya lebih seperti sekumpulan blok bangunan paralel yang dapat Anda gunakan untuk membuat bentuk serba guna. Ini berisi CPU, RAM, ROM, dan dua chip pendukung lainnya seperti Intel 4004. Itu dibuat dari teknologi P-channel yang sama, dioperasikan pada spesifikasi militer dan memiliki chip yang lebih besar - desain rekayasa komputer yang sangat baik menurut standar apa pun. Desainnya menunjukkan kemajuan besar atas Intel, dan dua tahun sebelumnya. Ini benar-benar bekerja dan terbang di F-14 ketika Intel 4004 diumumkan. Hal ini menunjukkan bahwa tema industri saat ini tentang konvergensi arsitektur DSP-mikrokontroler telah dimulai pada tahun 1971.

Konvergensi arsitektur DSP dan mikrokontroler ini dikenal sebagai pengontrol sinyal digital.

Gilbert Hyatt (1970)

Pada tahun 1990, insinyur Amerika Gilbert Hyatt dianugerahi Paten AS No. 4,942,516, yang didasarkan pada komputer serial 16-bit yang dibuatnya di rumahnya di Northridge, California, pada tahun 1969 dari papan chip bipolar setelah berhenti bekerja di Teledyne pada tahun 1968; meskipun paten telah diajukan pada bulan Desember 1970 dan sebelum pengarsipan Texas Instruments untuk TMX 1795 dan TMS 0100, penemuan Hyatt tidak pernah diproduksi.    Meskipun demikian, hal ini menyebabkan klaim bahwa Hyatt adalah penemu mikroprosesor dan pembayaran royalti yang substansial melalui anak perusahaan Philips N.V.,  hingga Texas Instruments menang dalam pertarungan hukum yang rumit pada tahun 1996, ketika Kantor Paten A.S. membatalkan paten tersebut. A. Kantor Paten A.S. membatalkan bagian-bagian penting dari paten tersebut, sementara mengizinkan Hyatt untuk mempertahankannya. Hyatt mengatakan dalam sebuah artikel Los Angeles Times tahun 1990 bahwa penemuannya akan tercipta jika calon investornya mendukungnya, dan bahwa investor ventura membocorkan rincian chipnya kepada industri, meskipun dia tidak menjelaskan dengan bukti untuk mendukung klaim ini. [Dalam artikel  yang sama, penulis The Chip, T.R. Reid, dikutip mengatakan bahwa para sejarawan pada akhirnya dapat menempatkan Hyatt sebagai salah satu penemu mikroprosesor, seperti halnya Noyce dari Intel dan Kilby dari TI yang berbagi pujian atas penemuan chip pada tahun 1958: "Kilby mendapatkan idenya terlebih dahulu, namun Noyce membuatnya menjadi praktis. Keputusan hukum akhirnya memenangkan Noyce, tetapi mereka dianggap sebagai penemu bersama. Hal yang sama bisa terjadi di sini." Hyatt kemudian bertarung dalam pertarungan hukum selama beberapa dekade dengan negara bagian California atas dugaan pajak yang belum dibayar atas rejeki nomplok patennya setelah tahun 1990, yang kemudian berujung pada kasus penting di Mahkamah Agung yang membahas kekebalan kedaulatan negara bagian dalam Franchise Tax Board of California v. Hyatt (2019).

Texas Instruments TMX 1795 (1970-1971)

Bersama dengan Intel (yang mengembangkan 8008), Texas Instruments mengembangkan pada tahun 1970-1971 pengganti CPU satu chip untuk terminal Datapoint 2200, TMX 1795 (kemudian TMC 1795.) Seperti 8008, itu ditolak oleh pelanggan Datapoint. Menurut Gary Boone, TMX 1795 tidak pernah mencapai tahap produksi. Namun, ia mencapai kondisi prototipe yang berfungsi pada 24 Februari 1971, oleh karena itu ia merupakan mikroprosesor 8-bit pertama di dunia. Karena dibuat dengan spesifikasi yang sama, set instruksinya sangat mirip dengan Intel 8008.

Texas Instruments TMS 1802NC (1971)

TMS1802NC diumumkan pada tanggal 17 September 1971, dan mengimplementasikan kalkulator empat fungsi. TMS1802NC, terlepas dari peruntukannya, bukanlah bagian dari seri TMS 1000; kemudian didesain ulang sebagai bagian dari seri TMS 0100, yang digunakan dalam kalkulator TI Datamath. Meskipun dipasarkan sebagai kalkulator pada chip, TMS1802NC sepenuhnya dapat diprogram, termasuk pada chip CPU dengan kata instruksi 11-bit, 3520 bit (320 instruksi) ROM, dan 182 bit RAM.

Disadur dari: en.wikipedia.org

 

Mikrokontroler(MC, UC, atau μC) atau unit mikrokontroler(MCU) adalah sebuah komputer kecil dalam sebuah sirkuit terpadu. Mikrokontroler berisi satu atau lebih CPU(inti prosesor) beserta memori dan periferal input/output yang dapat diprogram. Memori program dalam bentuk flash NOR, ROM OTP atau RAM feroelektrik juga sering disertakan pada chip, serta sejumlah kecil RAM. Mikrokontroler dirancang untuk aplikasi tertanam, berbeda dengan mikroprosesor yang digunakan di komputer pribadi atau aplikasi tujuan umum lainnya yang terdiri dari berbagai chip diskrit.

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

Mikrokontroler digunakan dalam produk dan perangkat yang dikontrol secara otomatis, seperti sistem kontrol mesin mobil, perangkat medis implan, kendali jarak jauh, mesin kantor, peralatan, perkakas listrik, mainan, dan sistem tertanam lainnya. Dengan mengurangi ukuran dan biaya dibandingkan dengan desain yang menggunakan mikroprosesor, memori, dan perangkat input/output yang terpisah, mikrokontroler membuat kontrol digital untuk lebih banyak perangkat dan proses menjadi lebih praktis. Mikrokontroler sinyal campuran adalah hal yang umum, mengintegrasikan komponen analog yang diperlukan untuk mengontrol sistem elektronik non-digital. Dalam konteks internet of things, mikrokontroler adalah cara yang ekonomis dan populer untuk mengumpulkan data, merasakan, dan menggerakkan dunia fisik sebagai perangkat tepi.

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

Sejarah
Latar belakang

Mikroprosesor multi-chip pertama, Sistem Empat Fase AL1 pada tahun 1969 dan Garrett AiResearch MP944 pada tahun 1970, dikembangkan dengan beberapa chip MOS LSI. Mikroprosesor chip tunggal pertama adalah Intel 4004, yang dirilis dengan satu chip MOS LSI pada tahun 1971. Ini dikembangkan oleh Federico Faggin, menggunakan teknologi MOS gerbang silikon, bersama dengan insinyur Intel Marcian Hoff dan Stan Mazor, serta insinyur Busicom Masatoshi Shima. Diikuti oleh Intel 4040 4-bit, Intel 8008 8-bit, dan Intel 8080 8-bit. Semua prosesor ini membutuhkan beberapa chip eksternal untuk mengimplementasikan sistem kerja, termasuk memori dan chip antarmuka periferal. Akibatnya, total biaya sistem mencapai beberapa ratus dolar (1970-an AS), sehingga tidak memungkinkan untuk mengkomputerisasi peralatan kecil secara ekonomis.
MOS Technology memperkenalkan mikroprosesor di bawah 100 dolar pada tahun 1975, yaitu 6501 dan 6502. Tujuan utama mereka adalah untuk mengurangi hambatan biaya ini, tetapi mikroprosesor ini masih membutuhkan dukungan eksternal, memori, dan chip periferal yang membuat total biaya sistem mencapai ratusan dolar.

Pengembangan

Sebuah buku memberikan penghargaan kepada insinyur TI Gary Boone dan Michael Cochran atas keberhasilan pembuatan mikrokontroler pertama pada tahun 1971. Hasil karya mereka adalah TMS 1000, yang tersedia secara komersial pada tahun 1974. TMS 1000 menggabungkan memori hanya-baca, memori baca/tulis, prosesor, dan jam pada satu chip dan ditargetkan untuk sistem yang disematkan.

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

Sebagian sebagai tanggapan atas keberadaan chip tunggal TMS 1000, Intel mengembangkan sistem komputer pada chip yang dioptimalkan untuk aplikasi kontrol, Intel 8048, dengan suku cadang komersial yang pertama kali dikirim pada tahun 1977. Ini menggabungkan RAM dan ROM pada chip yang sama dengan mikroprosesor. Di antara berbagai aplikasi, chip ini pada akhirnya akan digunakan di lebih dari satu miliar keyboard PC. Pada saat itu Presiden Intel, Luke J. Valenter, menyatakan bahwa mikrokontroler merupakan salah satu produk paling sukses dalam sejarah perusahaan, dan dia meningkatkan anggaran divisi mikrokontroler lebih dari 25%.

Sebagian besar mikrokontroler pada waktu itu memiliki varian yang bersamaan. Salah satunya memiliki memori program EPROM, dengan jendela kuarsa transparan di tutup kemasan untuk memungkinkannya terhapus oleh paparan sinar ultraviolet. Chip yang dapat dihapus ini sering digunakan untuk pembuatan prototipe. Varian lainnya adalah ROM yang diprogram dengan topeng atau varian PROM yang hanya dapat diprogram satu kali. Untuk yang terakhir, kadang-kadang digunakan sebutan OTP, singkatan dari "dapat diprogram sekali". Dalam mikrokontroler OTP, PROM biasanya memiliki tipe yang identik dengan EPROM, tetapi paket chip tidak memiliki jendela kuarsa; karena tidak ada cara untuk mengekspos 

EPROM ke sinar ultraviolet, maka EPROM tidak dapat dihapus. Karena versi yang dapat dihapus memerlukan paket keramik dengan jendela kuarsa, maka harganya jauh lebih mahal daripada versi OTP, yang dapat dibuat dalam paket plastik buram yang lebih murah. Untuk varian yang dapat dihapus, kuarsa diperlukan, alih-alih kaca yang lebih murah, untuk transparansi terhadap sinar ultraviolet - yang sebagian besar kaca tidak tembus cahaya - tetapi pembeda biaya utama adalah paket keramik itu sendiri.
Pada tahun 1993, pengenalan memori EEPROM memungkinkan mikrokontroler (dimulai dengan Microchip PIC16C84) dihapus secara elektrik dengan cepat tanpa paket yang mahal seperti yang diperlukan untuk EPROM, memungkinkan pembuatan prototipe yang 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 secara massal dan berbiaya rendah). Pada tahun yang sama, Atmel memperkenalkan mikrokontroler pertama yang menggunakan memori Flash, sebuah tipe khusus dari EEPROM. Perusahaan-perusahaan lain dengan cepat mengikutinya, dengan kedua tipe memori tersebut.
Saat ini mikrokontroler sudah murah dan tersedia bagi para penghobi, dengan komunitas online yang besar di sekitar prosesor tertentu.

Volume dan biaya

Pada tahun 2002, sekitar 55% dari semua CPU yang terjual di dunia adalah mikrokontroler 8-bit dan mikroprosesor.
Lebih dari dua miliar mikrokontroler 8-bit terjual pada tahun 1997, dan menurut Semico, lebih dari empat miliar mikrokontroler 8-bit terjual pada tahun 2006. Baru-baru ini, Semico mengklaim pasar MCU tumbuh 36,5% pada tahun 2010 dan 12% pada tahun 2011.
Sebuah rumah di negara maju mungkin hanya memiliki empat mikroprosesor tujuan umum, namun memiliki sekitar tiga lusin mikrokontroler. Sebuah mobil kelas menengah 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 dengan volume terbesar pada tahun 2011, menyalip perangkat 8-bit untuk pertama kalinya pada tahun tersebut [.] IC Insights percaya bahwa komposisi pasar MCU akan mengalami perubahan substansial dalam lima tahun ke depan dengan perangkat 32-bit yang secara mantap meraih pangsa penjualan dan volume unit yang lebih besar. Pada tahun 2017, MCU 32-bit diperkirakan akan mencapai 55% dari penjualan mikrokontroler [.] Dalam hal volume unit, MCU 32-bit diperkirakan akan mencapai 38% dari pengiriman mikrokontroler pada tahun 2017, sementara perangkat 16-bit akan mewakili 34% dari total, dan desain 4- / 8-bit diperkirakan akan mencapai 28% dari unit yang terjual pada tahun itu. Pasar MCU 32-bit diperkirakan akan tumbuh dengan cepat karena meningkatnya permintaan akan tingkat presisi yang lebih tinggi dalam sistem pemrosesan tertanam dan pertumbuhan konektivitas menggunakan Internet. [Dalam beberapa tahun ke depan, MCU 32-bit yang kompleks diperkirakan akan mencapai lebih dari 25% dari kekuatan pemrosesan dalam kendaraan.
-IC Insights, Pasar MCU di Jalur Migrasi ke Perangkat Berbasis 32-bit dan ARM

Biaya produksi bisa di bawah US$0,10 per unit.

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

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

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

Pada tahun 2015, mikrokontroler 8-bit dapat dibeli dengan harga US$0,311 (1.000 unit), 16-bit dengan harga US$0,385 (1.000 unit), dan 32-bit dengan harga US$0,378 (1.000 unit, tetapi dengan harga US$0,35 untuk 5.000 unit).

Pada tahun 2018, mikrokontroler 8-bit dapat dibeli dengan harga US$0,03, 16-bit seharga US$0,393 (1.000 unit, tetapi dengan harga US$0,563 untuk 100 unit atau US$0,349 untuk 2.000 unit), dan 32-bit seharga US$0,503 (1.000 unit, tetapi dengan harga US$0,466 untuk 5.000 unit).

Pada tahun 2018, mikrokontroler dengan harga murah di atas dari tahun 2015 semuanya lebih mahal (dengan inflasi yang dihitung antara harga tahun 2018 dan 2015 untuk unit-unit tertentu) di: mikrokontroler 8-bit dapat dibeli dengan harga US $ 0,319 (1.000 unit) atau 2,6% lebih tinggi, mikrokontroler 16-bit dengan harga US $ 0,464 (1.000 unit) atau 21% lebih tinggi, dan mikrokontroler 32-bit dengan harga US $ 0,503 (1.000 unit, tetapi dengan harga US $ 0,466 untuk 5.000 unit) atau 33% lebih tinggi.

Komputer terkecil

Pada tanggal 21 Juni 2018, "komputer terkecil di dunia" diumumkan oleh Universitas Michigan. Perangkat ini adalah "sistem sensor nirkabel dan tanpa baterai 0,04 mm3 16 nW dengan prosesor Cortex-M0+ terintegrasi dan komunikasi optik untuk pengukuran suhu seluler." Alat ini "hanya berukuran 0,3 mm atau lebih kecil dari sebutir beras. [Selain RAM dan fotovoltaik, perangkat komputasi baru ini memiliki prosesor serta pemancar dan penerima nirkabel. Karena ukurannya yang terlalu kecil untuk memiliki antena radio konvensional, perangkat ini menerima dan mengirimkan data dengan cahaya tampak. Sebuah stasiun pangkalan menyediakan cahaya untuk daya dan pemrograman, dan menerima data." Perangkat ini berukuran 1⁄10 ukuran komputer berukuran dunia yang diklaim sebelumnya oleh IBM pada bulan Maret 2018, yang "lebih kecil dari sebutir garam", memiliki sejuta transistor, biaya pembuatannya kurang dari $ 0,10, dan, dikombinasikan dengan teknologi blockchain, dimaksudkan untuk logistik dan aplikasi sidik jari digital "kripto-jangkar".

Desain tertanam

Mikrokontroler dapat dianggap sebagai sistem mandiri dengan prosesor, memori, dan periferal dan dapat digunakan sebagai sistem tertanam. Mayoritas mikrokontroler yang digunakan saat ini tertanam di mesin lain, seperti mobil, telepon, peralatan, dan periferal untuk sistem komputer.

Meskipun beberapa sistem tertanam sangat canggih, banyak yang memiliki persyaratan minimal untuk memori dan panjang program, tanpa sistem operasi, dan kompleksitas perangkat lunak yang rendah. Perangkat input dan output yang umum termasuk sakelar, relay, solenoida, LED, layar kristal cair kecil atau khusus, perangkat frekuensi radio, dan sensor untuk data seperti suhu, kelembapan, tingkat cahaya, dll. Sistem tertanam biasanya tidak memiliki keyboard, layar, disk, printer, atau perangkat I/O lain yang dapat dikenali dari komputer pribadi, dan mungkin tidak memiliki perangkat interaksi manusia dalam bentuk apa pun.

Interupsi

Mikrokontroler harus memberikan respons waktu nyata (dapat diprediksi, meskipun tidak harus cepat) terhadap peristiwa dalam sistem tertanam yang mereka kendalikan. Ketika peristiwa tertentu terjadi, sistem interupsi dapat memberi sinyal kepada prosesor untuk menghentikan pemrosesan urutan instruksi saat ini dan memulai rutinitas layanan inter upsi (ISR, atau "penangan interupsi") yang akan melakukan pemrosesan apa pun yang diperlukan berdasarkan sumber interupsi, sebelum kembali ke urutan instruksi asli. Sumber interupsi yang mungkin terjadi bergantung pada perangkat dan sering kali mencakup peristiwa seperti timer internal yang meluap, menyelesaikan konversi analog ke digital, perubahan level logika pada input seperti dari tombol yang ditekan, dan data yang diterima pada tautan komunikasi. Jika konsumsi daya penting seperti pada perangkat baterai, interupsi juga dapat membangunkan mikrokontroler dari kondisi tidur berdaya rendah di mana prosesor dihentikan hingga diminta untuk melakukan sesuatu oleh peristiwa periferal.

Program 

Biasanya program mikrokontroler harus sesuai dengan memori on-chip yang tersedia, karena akan mahal untuk menyediakan sistem dengan memori eksternal yang dapat diupgrade. Kompiler dan perakit digunakan untuk mengubah kode bahasa tingkat tinggi dan bahasa rakitan menjadi kode mesin yang ringkas untuk disimpan dalam memori mikrokontroler. Tergantung pada perangkatnya, memori program dapat berupa memori permanen dan hanya-baca yang hanya dapat diprogram di pabrik, atau dapat berupa flash yang dapat diubah di lapangan atau memori hanya-baca yang dapat dihapus.

Produsen sering kali memproduksi versi khusus mikrokontroler mereka untuk membantu pengembangan perangkat keras dan perangkat lunak sistem target. Awalnya, ini termasuk versi EPROM yang memiliki "jendela" di bagian atas perangkat di mana memori program dapat dihapus oleh sinar ultraviolet, siap untuk diprogram ulang setelah pemrograman ("bakar") dan siklus pengujian. Sejak tahun 1998, versi EPROM sudah jarang digunakan dan telah digantikan oleh EEPROM dan flash, yang lebih mudah digunakan (dapat dihapus secara elektronik) dan lebih murah untuk diproduksi. Versi lain mungkin tersedia di mana ROM diakses sebagai perangkat eksternal dan bukan sebagai memori internal, namun hal ini menjadi langka karena ketersediaan pemrogram mikrokontroler yang murah.

Penggunaan perangkat yang dapat diprogram di lapangan pada pengontrol mikro memungkinkan pembaruan firmware di lapangan atau mengizinkan revisi pabrik yang terlambat untuk produk yang telah dirakit tetapi belum dikirim. Memori yang dapat diprogram juga mengurangi waktu tunggu yang diperlukan untuk penyebaran produk baru.

Di mana ratusan ribu perangkat identik diperlukan, menggunakan suku cadang yang diprogram pada saat pembuatan dapat menjadi ekonomis. Bagian-bagian "yangdiprogram dengan topeng" ini memiliki program yang ditetapkan dengan cara yang sama seperti logika chip, pada saat yang sama. Mikrokontroler yang disesuaikan menggabungkan blok logika digital yang dapat dipersonalisasi untuk kemampuan pemrosesan tambahan, periferal dan antarmuka yang disesuaikan dengan persyaratan aplikasi. Salah satu contohnya adalah AT91CAP dari Atmel.

Fitur mikrokontroler lainnya

Mikrokontroler biasanya memiliki beberapa hingga puluhan pin input/output(GPIO) untuk keperluan umum. Pin GPIO adalah perangkat lunak yang dapat dikonfigurasi ke status input atau output. Ketika pin GPIO dikonfigurasikan ke status input, pin tersebut sering digunakan untuk membaca sensor atau sinyal eksternal. Dikonfigurasi ke status output, pin GPIO dapat menggerakkan perangkat eksternal seperti LED atau motor, sering kali secara tidak langsung, melalui elektronika daya eksternal.
Banyak sistem tertanam perlu membaca sensor yang menghasilkan sinyal analog. Ini adalah tujuan dari konverter analog-ke-digital (ADC). Karena prosesor dibuat untuk menafsirkan dan memproses data digital, yaitu 1 dan 0, prosesor tidak dapat melakukan apa pun dengan sinyal analog yang mungkin dikirim ke prosesor oleh perangkat. Jadi, konverter analog-ke-digital digunakan untuk mengubah data yang masuk ke dalam bentuk yang dapat dikenali oleh prosesor. Fitur yang kurang umum pada beberapa mikrokontroler adalah konverter digital-ke-analog (DAC) yang memungkinkan prosesor mengeluarkan sinyal analog atau level tegangan.

Selain konverter, banyak mikroprosesor tertanam yang menyertakan berbagai pengatur waktu. Salah satu jenis pengatur waktu yang paling umum adalah pengatur waktu interval yang dapat diprogram (PIT). PIT dapat menghitung mundur dari suatu nilai ke nol, atau hingga kapasitas register penghitungan, meluap ke nol. Setelah mencapai nol, PIT akan mengirimkan interupsi ke prosesor yang mengindikasikan bahwa ia telah selesai menghitung. Hal ini berguna untuk perangkat seperti termostat, yang secara berkala menguji suhu di sekitar mereka untuk melihat apakah mereka perlu menyalakan/mematikan AC, pemanas, dll.
Blok modulasi lebar pulsa (PWM) khusus memungkinkan CPU untuk mengontrol konverter daya, beban resistif, motor, dll., tanpa menggunakan banyak sumber daya CPU dalam putaran pengatur waktu yang ketat.

Blok penerima/pemancar asinkron universal (UART) memungkinkan untuk menerima dan mengirim data melalui jalur serial dengan beban yang sangat kecil pada CPU. Perangkat keras on-chip khusus juga sering kali menyertakan kemampuan untuk berkomunikasi dengan perangkat lain (chip) dalam format digital seperti Inter-Integrated Circuit(I²C), Serial Peripheral Interface(SPI), Universal Serial Bus(USB), dan Ethernet.

Integrasi yang lebih tinggi

Mikrokontroler mungkin tidak mengimplementasikan alamat eksternal atau bus data karena mereka mengintegrasikan RAM dan memori non-volatile pada chip yang sama dengan CPU. Dengan menggunakan lebih sedikit pin, chip dapat ditempatkan dalam paket yang jauh lebih kecil dan lebih murah.

Mengintegrasikan memori dan periferal lain pada satu chip dan mengujinya sebagai satu unit akan meningkatkan biaya chip tersebut, tetapi sering kali menghasilkan penurunan biaya bersih sistem tertanam secara keseluruhan. Meskipun biaya CPU yang memiliki periferal terintegrasi sedikit lebih mahal daripada biaya CPU dan periferal eksternal, memiliki lebih sedikit chip biasanya memungkinkan papan sirkuit yang lebih kecil dan lebih murah, serta mengurangi tenaga kerja yang dibutuhkan untuk merakit dan menguji papan sirkuit, selain cenderung mengurangi tingkat cacat pada perakitan yang telah selesai.
Mikrokontroler adalah sirkuit terintegrasi tunggal, biasanya dengan fitur-fitur berikut:

• unit pemrosesan pusat - mulai dari prosesor 4-bit yang kecil dan sederhana hingga prosesor 32-bit atau 64-bit yang kompleks

• memori yang mudah menguap(RAM) untuk penyimpanan data

• ROM, EPROM, EEPROM, atau memori Flash untuk penyimpanan program dan parameter operasi

• bit input dan output diskrit, memungkinkan kontrol atau deteksi status logika dari masing-masing pin paket

• input / output serial seperti port serial(UART)

• antarmuka komunikasi serial lainnya seperti I²C, Antarmuka Periferal Serial, dan Jaringan Area Pengontrol untuk interkoneksi sistem

• periferal seperti pengatur waktu, penghitung peristiwa, generator PWM, dan pengawas

• generator jam - sering kali merupakan osilator untuk kristal waktu kuarsa, resonator, atau sirkuit RC

• banyak yang menyertakan konverter analog-ke-digital, beberapa menyertakan konverter digital-ke-analog

• pemrograman dalam sirkuit dan dukungan debugging dalam sirkuit    

Integrasi ini secara drastis mengurangi jumlah chip dan jumlah kabel serta ruang papan sirkuit yang diperlukan untuk menghasilkan sistem yang setara dengan menggunakan chip terpisah. Selain itu, pada perangkat dengan jumlah pin yang rendah khususnya, setiap pin dapat dihubungkan ke beberapa periferal internal, dengan fungsi pin yang dipilih oleh perangkat lunak. Hal ini memungkinkan suatu bagian untuk digunakan dalam berbagai aplikasi yang lebih luas daripada jika pin memiliki fungsi khusus.
Mikrokontroler telah terbukti sangat populer dalam sistem tertanam sejak diperkenalkan pada tahun 1970-an.

Beberapa mikrokontroler menggunakan arsitektur Harvard: bus memori terpisah untuk instruksi dan data, yang memungkinkan akses dilakukan secara bersamaan. Ketika arsitektur Harvard digunakan, kata instruksi untuk prosesor mungkin memiliki ukuran bit yang berbeda dari panjang memori internal dan register; sebagai contoh: instruksi 12-bit yang digunakan dengan register data 8-bit.
Keputusan tentang periferal mana yang akan diintegrasikan sering kali sulit. Vendor mikrokontroler sering kali memperdagangkan frekuensi operasi dan fleksibilitas desain sistem terhadap persyaratan waktu ke pasar dari pelanggan mereka dan biaya sistem yang lebih rendah secara keseluruhan. Produsen harus menyeimbangkan kebutuhan untuk meminimalkan ukuran chip dengan fungsionalitas tambahan.

Arsitektur mikrokontroler sangat bervariasi. Beberapa desain mencakup inti mikroprosesor tujuan umum, dengan satu atau lebih fungsi ROM, RAM, atau I/O yang terintegrasi ke dalam paket. Desain lainnya dibuat khusus untuk aplikasi kontrol. Set instruksi mikrokontroler biasanya memiliki banyak instruksi yang ditujukan untuk manipulasi bit (operasi bit-bijaksana) untuk membuat program kontrol lebih ringkas. Sebagai contoh, prosesor tujuan umum mungkin memerlukan beberapa instruksi untuk menguji bit dalam sebuah register dan bercabang jika bit tersebut di-set, di mana mikrokontroler dapat memiliki satu instruksi untuk menyediakan fungsi yang biasanya diperlukan.

Mikrokontroler secara historis tidak memiliki koprosesor matematika, sehingga aritmatika floating-point dilakukan oleh perangkat lunak. Namun, beberapa desain terbaru menyertakan FPU dan fitur yang dioptimalkan untuk DSP. Contohnya adalah lini berbasis PIC32 MIPS dari Microchip.

Lingkungan pemrograman

Mikrokontroler pada awalnya diprogram hanya dalam bahasa rakitan, tetapi berbagai bahasa pemrograman tingkat tinggi, seperti C, Python, dan JavaScript, sekarang juga digunakan secara umum untuk menargetkan mikrokontroler dan sistem tertanam. Kompiler untuk bahasa tujuan umum biasanya memiliki beberapa batasan serta peningkatan untuk lebih mendukung karakteristik unik mikrokontroler. Beberapa mikrokontroler memiliki lingkungan untuk membantu mengembangkan jenis aplikasi tertentu. Vendor mikrokontroler sering kali menyediakan alat yang tersedia secara bebas untuk mempermudah penggunaan perangkat keras mereka.

Mikrokontroler dengan perangkat keras khusus mungkin memerlukan dialek C non-standar mereka sendiri, seperti SDCC untuk 8051, yang mencegah penggunaan alat standar (seperti perpustakaan kode atau alat analisis statis) bahkan untuk kode yang tidak terkait dengan fitur perangkat keras. Interpreter juga dapat berisi fitur-fitur yang tidak standar, seperti MicroPython, meskipun sebuah fork, CircuitPython, telah berupaya memindahkan ketergantungan perangkat keras ke pustaka dan membuat bahasa tersebut mengikuti standar CPython yang lebih tinggi.

Firmware penerjemah juga tersedia untuk beberapa mikrokontroler. Sebagai contoh, BASIC pada mikrokontroler awal Intel 8052; BASIC dan FORTH pada Zilog Z8 serta beberapa perangkat modern. Biasanya penerjemah ini mendukung pemrograman interaktif.
Simulator tersedia untuk beberapa mikrokontroler. Simulator ini memungkinkan pengembang untuk menganalisa perilaku mikrokontroler dan program mereka jika mereka menggunakan bagian yang sebenarnya. Simulator akan menunjukkan status prosesor internal dan juga output, serta memungkinkan sinyal input dihasilkan. Meskipun di satu sisi sebagian besar simulator akan dibatasi karena tidak dapat mensimulasikan banyak perangkat keras lain dalam suatu sistem, simulator dapat melatih kondisi yang mungkin sulit direproduksi sesuka hati dalam implementasi fisik, dan dapat menjadi cara tercepat untuk men-debug dan menganalisis masalah.

Mikrokontroler terbaru sering diintegrasikan dengan sirkuit debug on-chip yang ketika diakses oleh emulator dalam sirkuit (ICE) melalui JTAG, memungkinkan debugging firmware dengan debugger. ICE waktu nyata dapat memungkinkan melihat dan/atau memanipulasi status internal saat berjalan. ICE penelusuran dapat merekam program yang dieksekusi dan status MCU sebelum/sesudah titik pemicu.

Jenis

Pada tahun 2008, ada beberapa lusin arsitektur dan vendor mikrokontroler termasuk:

• Prosesor inti ARM (banyak vendor)

  • Inti ARM Cortex-M secara khusus ditargetkan untuk aplikasi mikrokontroler

• Teknologi Microchip Atmel AVR (8-bit), AVR32 (32-bit), dan AT91SAM (32-bit)

• Inti M8C dari Cypress Semiconductor yang digunakan dalam Cypress PSoC mereka

• Freescale ColdFire (32-bit) dan S08 (8-bit)

• Freescale 68HC11 (8-bit), dan yang lainnya yang berbasis pada keluarga Motorola 6800

• Intel 8051, juga diproduksi oleh NXP Semiconductors, Infineon, dan banyak lainnya

• Infineon: 8-bit XC800, 16-bit XE166, 32-bit XMC4000 (Cortex M4F berbasis ARM), 32-bit TriCore dan, mikrokontroler Aurix Tricore Bit 32-bit

• Maxim Integrated MAX32600, MAX32620, MAX32625, MAX32630, MAX32650, MAX32640

• MIPS

• Teknologi Microchip PIC, (PIC16 8-bit, PIC18, dsPIC33 / PIC24 16-bit), (PIC32 32-bit)

• Semikonduktor NXP LPC1000, LPC2000, LPC3000, LPC4000 (32-bit), LPC900, LPC700 (8-bit)

• Baling-baling Paralaks

• PowerPC ISE

• Kelinci 2000 (8-bit)

• Renesas Electronics: RL78 16-bit MCU; RX 32-bit MCU; SuperH; V850 32-bit MCU; H8; R8C 16-bit MCU

• Laboratorium Silikon Mikrokontroler 8051 8-bit dan mikrokontroler 32-bit berbasis ARM dengan sinyal campuran

• STMicroelectronics STM8 (8-bit), ST10 (16-bit), STM32 (32-bit), SPC5 (32-bit otomotif)

• Texas Instruments TI MSP430 (16-bit), MSP432 (32-bit), C2000 (32-bit)

• Toshiba TLCS-870 (8-bit/16-bit)

Masih banyak lagi yang lainnya, beberapa di antaranya digunakan dalam rentang aplikasi yang sangat sempit atau lebih mirip prosesor aplikasi daripada mikrokontroler. Pasar mikrokontroler sangat terfragmentasi, dengan banyak vendor, teknologi, dan pasar. Perhatikan bahwa banyak vendor menjual atau telah menjual beberapa arsitektur.

Latensi interupsi

Berbeda dengan komputer serba guna, mikrokontroler yang digunakan dalam sistem tertanam sering kali berusaha mengoptimalkan latensi interupsi dibandingkan throughput instruksi. Masalahnya termasuk mengurangi latensi, dan membuatnya lebih dapat diprediksi (untuk mendukung kontrol waktu nyata).

Ketika sebuah perangkat elektronik menyebabkan interupsi, selama peralihan konteks, hasil peralihan (register) harus disimpan sebelum perangkat lunak yang bertanggung jawab untuk menangani interupsi dapat berjalan. Register tersebut juga harus dipulihkan setelah penangan interupsi selesai. Jika ada lebih banyak register prosesor, proses penyimpanan dan pemulihan ini mungkin membutuhkan lebih banyak waktu, meningkatkan latensi. (Jika ISR tidak memerlukan penggunaan beberapa register, ISR dapat membiarkannya daripada menyimpan dan mengembalikannya, sehingga dalam hal ini register-register tersebut tidak terlibat dengan latensi). Cara untuk mengurangi latensi konteks/pengembalian tersebut termasuk memiliki register yang relatif sedikit di unit pemrosesan pusat mereka (tidak diinginkan karena memperlambat sebagian besar pemrosesan non-interupsi secara substansial), atau setidaknya memiliki perangkat keras yang tidak menyimpan semuanya (ini gagal jika perangkat lunak kemudian perlu mengimbangi dengan menyimpan sisanya "secara manual"). Teknik lain adalah dengan menggunakan gerbang silikon pada "register bayangan": Satu atau lebih register duplikat yang hanya digunakan oleh perangkat lunak interupsi, mungkin mendukung tumpukan khusus. Faktor-faktor lain yang mempengaruhi latensi interupsi meliputi:

• Siklus yang dibutuhkan untuk menyelesaikan aktivitas CPU saat ini. Untuk meminimalkan biaya tersebut, mikrokontroler cenderung memiliki jalur pipa pendek (sering kali tiga instruksi atau kurang), buffer tulis kecil, dan memastikan bahwa instruksi yang lebih panjang dapat diteruskan atau dimulai ulang. Prinsip-prinsip desain RISC memastikan bahwa sebagian besar instruksi membutuhkan jumlah siklus yang sama, membantu menghindari kebutuhan akan sebagian besar logika kelanjutan/ulang.

• Panjang bagian kritis yang perlu diinterupsi. Masuk ke bagian kritis membatasi akses struktur data secara bersamaan. Ketika sebuah struktur data harus diakses oleh penangan interupsi, bagian kritis harus memblokir interupsi tersebut. Karenanya, latensi interupsi bertambah selama interupsi tersebut diblokir. Ketika ada batasan eksternal yang keras pada latensi sistem, pengembang sering membutuhkan alat untuk mengukur latensi interupsi dan melacak bagian kritis mana yang menyebabkan perlambatan.

  • Salah satu teknik yang umum digunakan adalah memblokir semua interupsi selama durasi bagian kritis tersebut. Hal ini mudah diimplementasikan, tetapi terkadang bagian kritis menjadi sangat lama.

  • Teknik yang lebih kompleks hanya memblokir interupsi yang mungkin memicu akses ke struktur data tersebut. Hal ini sering kali didasarkan pada prioritas interupsi, yang cenderung tidak sesuai dengan struktur data sistem yang relevan. Oleh karena itu, teknik ini banyak digunakan di lingkungan yang sangat terbatas.

  • Prosesor mungkin memiliki dukungan perangkat keras untuk beberapa bagian penting. Contohnya termasuk mendukung akses atomik ke bit atau byte dalam sebuah kata, atau primitif akses atomik lainnya seperti primitif akses eksklusif LDREX / STREX yang diperkenalkan dalam arsitektur ARMv6.

• Interupsi bersarang. Beberapa mikrokontroler mengizinkan interupsi dengan prioritas lebih tinggi untuk menginterupsi interupsi dengan prioritas lebih rendah. Hal ini memungkinkan perangkat lunak untuk mengelola latensi dengan memberikan interupsi yang sangat penting pada prioritas yang lebih tinggi (dan dengan demikian latensi yang lebih rendah dan lebih dapat diprediksi) daripada yang kurang penting.

• Tingkat pemicu. Ketika interupsi terjadi secara berurutan, mikrokontroler dapat menghindari siklus penyimpanan/pemulihan konteks ekstra dengan suatu bentuk optimasi tail call.

Mikrokontroler kelas bawah cenderung mendukung kontrol latensi interupsi yang lebih sedikit daripada mikrokontroler kelas atas.

Teknologi memori

Dua jenis memori yang berbeda biasanya digunakan dengan mikrokontroler, memori non-volatile untuk menyimpan firmware dan memori baca-tulis untuk data sementara.

Data

Dari mikrokontroler paling awal hingga saat ini, SRAM enam transistor hampir selalu digunakan sebagai memori baca/tulis, dengan beberapa transistor per bit yang digunakan dalam file register.

Selain SRAM, beberapa mikrokontroler juga memiliki EEPROM dan/atau NVRAM internal untuk penyimpanan data; dan mikrokontroler yang tidak memilikinya (seperti BASIC Stamp), atau di mana memori internal tidak mencukupi, sering kali dihubungkan ke EEPROM eksternal atau chip memori flash.

Beberapa mikrokontroler mulai tahun 2003 memiliki memori flash yang dapat diprogram sendiri.

Firmware 

Mikrokontroler paling awal menggunakan ROM topeng untuk menyimpan firmware. Mikrokontroler yang lebih baru (seperti versi awal Freescale 68HC11 dan mikrokontroler PIC awal) memiliki memori EPROM, yang menggunakan jendela tembus pandang untuk memungkinkan penghapusan melalui sinar UV, sementara versi produksi tidak memiliki jendela seperti itu, karena OTP (dapat diprogram sekali pakai). Pembaruan firmware setara dengan mengganti mikrokontroler itu sendiri, sehingga banyak produk yang tidak dapat diupgrade.

Motorola MC68HC805 adalah mikrokontroler pertama yang menggunakan EEPROM untuk menyimpan firmware. Mikrokontroler EEPROM menjadi lebih populer pada tahun 1993 ketika Microchip memperkenalkan PIC16C84 dan Atmel memperkenalkan mikrokontroler 8051-core yang merupakan mikrokontroler pertama yang menggunakan memori Flash NOR untuk menyimpan firmware. Mikrokontroler saat ini hampir semuanya menggunakan memori flash, dengan beberapa model yang menggunakan FRAM dan beberapa komponen yang sangat murah yang masih menggunakan OTP atau Mask ROM.

Disadur dari: en.wikipedia.org

 

Masa sekolah wajib yang diamanatkan oleh pemerintah bagi semua individu disebut dengan wajib belajar. Instruksi ini dapat diberikan di tempat lain atau di sekolah yang disetujui. Orang tua wajib mendaftarkan anaknya di sekolah yang telah mendapat persetujuan pemerintah apabila mempunyai kewajiban bersekolah atau wajib belajar. Setiap negara mempunyai undang-undang yang mewajibkan sekolah, kecuali Bhutan, Papua Nugini, Kepulauan Solomon, dan Kota Vatikan.

Tujuan

Di Amerika Serikat, sebagian besar sekolah tidak mewajibkan kehadiran rutin sepanjang akhir abad ke-18 dan awal abad ke-19. Siswa hanya bersekolah selama tiga atau empat bulan dalam setahun di banyak tempat. Tujuan wajib belajar pada awal abad ke-20 adalah untuk memperoleh keterampilan praktis yang berguna bagi negara. Remaja juga diajarkan prinsip-prinsip moral dan keterampilan komunikasi sosial, dan para imigran dapat berbaur dengan adat istiadat yang asing. negara baru mereka. Tujuan utamanya adalah untuk menyamakan kesenjangan pendidikan antara daerah pedesaan dan perkotaan, mengurangi jumlah siswa yang putus sekolah karena kesulitan keuangan dalam keluarga mereka, dan meningkatkan tingkat pendidikan umum bagi seluruh penduduk.

Secara keseluruhan, hanya ada sedikit hubungan antara tingkat aksesibilitas pendidikan suatu negara dan kemampuan populasi siswanya. Kesenjangan antara kualitas dan aksesibilitas pendidikan mungkin disebabkan oleh ketidaktahuan para pembuat undang-undang mengenai strategi pengajaran yang efektif atau ketidakmampuan mereka dalam menerapkan kebijakan. Dalam kasus lain, pemerintah mungkin terdorong untuk memberikan pendidikan yang bertujuan untuk tujuan yang tidak berkaitan dengan peningkatan pengetahuan dan kemampuan masyarakat. Namun, di negara-negara dengan sistem pemerintahan republik, pendidikan sangatlah penting dan berharga bagi setiap orang.

Secara historis, tindakan pendidikan terkini yang diterapkan oleh pemerintah adalah undang-undang pendidikan wajib. Menurut Polity, pemerintah mulai terlibat dalam pendidikan dasar di Eropa dan Amerika Latin rata-rata 107 tahun sebelum demokrasi. Meskipun undang-undang wajib pendidikan merupakan salah satu inisiatif terakhir yang diambil oleh pemerintah nasional untuk mengendalikan pendidikan dasar, undang-undang tersebut diberlakukan rata-rata 52 tahun sebelum definisi demokrasi menurut Polity dan 36 tahun sebelum hak semua laki-laki untuk memilih.

Setelah perang saudara, secara historis terdapat kecenderungan diperkenalkannya pendidikan massal. Sebuah penelitian pada tahun 2022 mengklaim bahwa pendidikan massal sering digunakan di negara-negara non-demokratis untuk menanamkan rasa hormat terhadap otoritas dan kepatuhan.

Sejarah

• Zaman kuno hingga abad pertengahan

Di masa lalu, wajib sekolah bukanlah hal yang asing. Meskipun demikian, sebagian besar kasus-kasus ini terkait dengan lembaga-lembaga kerajaan, agama, atau militer—sangat berbeda dengan gagasan kontemporer mengenai wajib sekolah. Gagasan tentang wajib bersekolah dikaitkan dengan menjadi menonjol dalam pemikiran intelektual Barat sejak Plato's Republik (c. 424 – c. 348 SM). Plato menawarkan pembenaran sederhana. Orang yang sempurna membutuhkan kota yang sempurna, dan orang yang sempurna membutuhkan pendidikan yang sempurna. Pencerahan, setelah Renaisans, menjadi awal mula mempopulerkan ide-ide Plato melalui terjemahan tulisan-tulisannya oleh Marsilio Ficino (1434–1499). Filsuf Pencerahan Jean-Jacques Rousseau, yang terkenal dengan tulisan pendidikannya (seperti Emile, atau On Education), pernah menyarankan membaca Republik karya Plato untuk memiliki pemahaman yang kuat tentang pendidikan publik. Ini adalah karya terbesar dan terindah mengenai pendidikan yang pernah ditulis, terlepas dari apa yang diyakini oleh orang-orang yang hanya menilai buku berdasarkan judulnya—ini bukanlah sebuah risalah politik. Anak laki-laki di Sparta yang berusia enam atau tujuh tahun diambil dari keluarganya dan dibawa ke sekolah militer. Kursus yang ketat di sekolah telah disamakan dengan "masa pelatihan yang brutal". Pria Spartan berusia antara delapan belas dan dua puluh tahun diharuskan menyelesaikan ujian yang mencakup kebugaran fisik, kecakapan militer, dan kemampuan kepemimpinan.

Jika seorang mahasiswa gagal, hak politik dan kewarganegaraannya (perioidos) akan hilang. Dia akan berlatih sebagai tentara dan bertugas di militer sampai dia berusia 60 tahun, dan pada saat itulah dia bisa pensiun dan tinggal bersama keluarganya. Meninggal dunia adalah sebuah ritus peralihan menuju kedewasaan dan kewarganegaraan. Sejak awal, semua orang tua di Yudea diharapkan memberikan pendidikan informal kepada anak-anak mereka. Sekelompok pendidik yang dikenal sebagai Rabi terbentuk selama bertahun-tahun seiring dengan berkembangnya kota, kota kecil, dan desa. Talmud (traktat Bava Bathra 21a) memuji orang bijak Joshua ben Gamla pada abad pertama M yang mendirikan pendidikan Yahudi. Ben Gamla mendirikan sekolah di setiap kota dan mengamanatkan pengajaran formal bagi mereka yang berusia antara enam dan delapan tahun. Meskipun aliansi ini mungkin sudah ada di negara-negara Nahua sebelumnya, Aliansi Tiga Aztec, yang berkuasa di wilayah yang sekarang menjadi Meksiko tengah dari tahun 1428 hingga 1521, dianggap sebagai negara bagian pertama yang menetapkan sistem wajib belajar universal.

• Era modern awal

Wajib sekolah bagi anak laki-laki dan perempuan diberlakukan sebagai hasil dari Reformasi Protestan, pertama di wilayah yang sekarang menjadi bagian dari Jerman dan kemudian di seluruh Eropa dan Amerika Serikat.

An die Ratsherren aller Städte deutschen Landes (Kepada Anggota Dewan Semua Kota di Negara-Negara Jerman, 1524), sebuah karya dasar Martin Luther, menganjurkan pendidikan wajib sehingga setiap umat paroki dapat membaca Alkitab sendiri. Kelompok Protestan di wilayah Barat Kekaisaran Romawi Suci dengan cepat mengadopsi pendekatan yang sama. Kadipaten Württemberg Jerman melembagakan sistem wajib sekolah bagi laki-laki pada tahun 1559. Wilayah pertama di dunia yang memberlakukan wajib sekolah bagi anak laki-laki dan perempuan adalah Kadipaten Palatine Zweibrücken Jerman pada tahun 1592. Strasbourg, yang saat itu merupakan kota bebas di bawah Kekaisaran Romawi Suci dan saat ini menjadi bagian dari Perancis, melakukan hal yang sama pada tahun 1598.

Setiap paroki di Skotlandia diwajibkan oleh Undang-Undang Pendirian Sekolah tahun 1616 untuk menyediakan sekolah bagi semua siswa, dengan dana yang disediakan oleh umat paroki. Dengan disahkannya Undang-Undang Pendidikan tahun 1633, Parlemen Skotlandia menetapkan pajak berbasis tanah lokal untuk mengumpulkan dana yang diperlukan. Meskipun demikian, kebutuhan akan persetujuan mayoritas umat paroki menciptakan kesenjangan penghindaran pajak yang menyebabkan lahirnya Undang-undang Pendidikan tahun 1646. Karena pergolakan waktu, peringkat tahun 1633 yang tidak terlalu wajib diberlakukan kembali pada tahun 1661. Namun Skotlandia menjadi negara pertama yang memiliki wajib belajar secara nasional ketika Undang-undang Pendidikan tahun 1696 yang baru memberlakukan kembali persyaratan bahwa sekolah harus disediakan di setiap paroki, bersama dengan sistem hukuman, sekuestrasi, dan penerapan langsung pemerintah sebagai metode penegakan hukum jika diperlukan.

Mengikuti Luther dan Reformator lainnya, Kongregasionalis Separatis yang mendirikan Plymouth Colony pada tahun 1620 mengamanatkan agar orang tua mendidik anak-anak mereka membaca dan menulis di Amerika Serikat. Tiga undang-undang legislatif yang dikenal sebagai Undang-undang Sekolah Massachusetts, yang disahkan di Koloni Teluk Massachusetts pada tahun 1642, 1647, dan 1648, secara luas diakui sebagai pendahulu wajib sekolah di Amerika Serikat. Secara khusus, peraturan tahun 1647 mengamanatkan bahwa setiap kota dengan lebih dari 50 rumah tangga mempekerjakan seorang guru dan bahwa setiap kota dengan lebih dari 100 keluarga membangun sebuah sekolah. Harvard College dibentuk pada tahun 1636, menunjukkan kebangkitan awal dan cepat institusi pendidikan, yang mewakili keinginan kaum Puritan untuk belajar.

Pada tahun 1763, Prusia menetapkan sistem wajib sekolah kontemporer. Generallandschulreglement (Peraturan Sekolah Umum) karya Frederick Agung tahun 1763–5 menetapkannya. Semua warga negara muda, laki-laki dan perempuan, harus menerima pendidikan dari usia 5 hingga 13 atau 14 tahun dan diajari pandangan mendasar tentang agama (Kristen), menyanyi, membaca, dan menulis berdasarkan kurikulum teks yang diatur dan disediakan oleh negara. buku, menurut Generallandschulreglement karya Johann Julius Hecker. Para instruktur yang seringkali merupakan mantan tentara ini diminta untuk beternak ulat sutera selain menerima dana dari warga kota dan pemerintah daerah. Permaisuri Maria Theresa memberlakukan wajib pendidikan dasar pada tahun 1774 di Austria, Hongaria, dan wilayah Mahkota Bohemia (wilayah Ceko).

• Era modern akhir

Konsep pendidikan wajib Prusia semakin meluas ke negara lain. Pemerintahan Denmark-Norwegia, Swedia, Finlandia, Estonia, dan Latvia di Kekaisaran Rusia, serta kemudian Inggris, Wales, dan Prancis, dengan cepat menerapkannya. UNESCO memperkirakan pada tahun 2006 bahwa selama 30 tahun ke depan, lebih banyak orang akan mendapatkan pendidikan formal dibandingkan sepanjang sejarah umat manusia karena peningkatan populasi dan penyebaran wajib sekolah.

Sumber:

https://en.wikipedia.org