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
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
