Konsep Perangkat Keras Pada SmartPhone

KONSEP INPUT, PROSES DAN OUTPUT
Konsep inputan, proses dan output pada smart phone sebagai berikut
INPUT DEVICE
Input device (alat input) adalah peralatan yang berfungsi untuk memasukkan data ke-dalam smartphone.
Beberapa komponen Input device penting pada smart phone, yaitu: Touchscreen, trackball, keypad, kamera, mic dll.
Alat Input di bagi 2 jenis yaitu :
1. Langsung = Memasukkan Input secara langsung ke CPU melalui alat input tanpa terlebih dahulu dimasukkan ke media simpanan luar, sehingga memungkinkan interaksi lamgsung antara pemakai dengan sistem smartphone. (Touchscreen, trackball, keypad, kamera, mic dll.)
2. Tidak Langsung = Memasukkan Input tidak langsung ke CPU, tapi direkam dahulu ke suatu media mechine readable form (bentuk yang hanya bisa dibaca oleh smartphone). Bentuknya External Memory : Kartu Memori dll.
OUTPUT DEVICE
Output device (alat output) adalah peralatan yang berfungsi untuk menghasilkan keluaran, bisa berupa kertas (hard copy), layar monitor (soft copy) atau keluaran berupa suara dll.
Beberapa komponen Output Device penting, yaitu : lcd, speaker dll.
HARD COPY
Hard copy device,berupa alat yang digunakan untuk mencetak tulisan (kata, angka, karakter dan simbol lainnya) serta image (grafik atau gambar) pada media hard (keras) seperti kertas dan film.
Misalnya mau nyetak foto harus menggunakan Printer dsb.
SOFT COPY
Soft copy device, device,berupa alat yang digunakan untuk mencetak tulisan (kata, angka, karakter dan simbol lainnya) serta image (grafik atau gambar) pada media Soft (lunak) yang berupa sinyal elektronik.
Misalnya pada saat send file menggunakan bluetooth, atau pada saat theatering hostpot dsb.
ALAT PEMROSES
Alat pemroses adalah alat dimana instruksi-instruksi program diproses untuk mengolah data yang sudah dimasukkan lewat input device dan hasilnya dapat ditampilkan di output device.
Alat pemroses terdiri dari central processor (CPU) dan main memory
CPU merupakan tempat pemrosesan instruksi-instruksi program.
CPU terdiri 3 bagian utama : unit kendali (control unit); unit arithmatika dan logika atau ALU (arithmetic and logic unit); register
CPU juga disebut sebagai otak dari smartphone. Selain dari pada itu, CPU juga berfungsi sebagai tempat untuk melakukan berbagai pengolahan data. Pekerjaan pengolahan data diantaranya: mencatat, melihat, membaca, membandingkan, menghitung, mengingat, mengurutkan maupun membandingkan.
Control Unit dalam sistem Smartphone
1. CU bertugas mengatur dan mengendalikan semua peralatan yang ada pada sistem smartphone.
2. CU mengatur kapan alat input menerima data dan kapan diolah serta kapan ditampilkan pada alat output.
3. CU mengartikan instruksi-instruksi dari program smartphone, membawa data dari alat input ke main memory, mengambil data dari main memoryuntuk diolah.
4. Untuk perhitungan arithmatika dan perbandingan logika, CU mengirim instruksi ke ALU. Hasil dari pengolahan dibawa oleh CU ke main memory untuk disimpan
Tugas Control Unit
1. Mengatur dan mengendalikan alat-alat input dan output.
2. Mengambil instruksi-instruksi dari main memory
3. Mengambil data dari main memory kalau diperlukan oleh proses
4. Mengirim instruksi ke ALU bila ada perhitungan arithmatika dan perbandingan logika serta mengawasi kerja ALU.
5. Menyimpan hasil proses main memory
ALU (arithmetic and logic unit)
1. ALU bertugas melakukan semua perhitungan arithmatika/matematika yang terjadi sesuai intsruksi program
2. ALU melakukan operasi arithmatika (penjumlahan, pengurangan, perkalian pembagian) dengan dasar pertambahan sehingga sirkuit elektronik di ALU yang digunakan untuk operasi arithmatika disebut adder
3. Tugas lain ALU adalah melakukan keputusan dari operasi logika sesuai dengan instruksi program.
4. Operasi logika meliputi perbandingan 2 buah sistem logika dengan menggunakan operator logika. Register
5. Register merupakan simpanan kecil yang mempunyai kecepatan tinggi, lebih cepat 5-10 kali kecepatan perekaman atau pengambilan data di main memory.
6. Register digunakan untuk menyimpan instruksi dan data yang sedang diproses oleh CPU, sedang instruksi-instruksi dan data lainnya yang menunggu giliran untuk diproses masih disimpan di main memory.
Memori dalam sistem Smartphone
Ada tiga memory dalam smartphone :
1. Register, digunakan untuk menyimpan instruksi dan data yang sedang diproses.
2. Main Memory, digunakan untuk menyimpan instruksi dan data yang akan diproses dan hasil dari pengolahan.
3. External Memory, digunakan untuk menyimpan program dan data secara permanen.
RAM (Random Access Memory)
1. Semua data dan program yang dimasukkan melalui alat input akan disimpan dahulu di main memory, khususnya RAM.
2. RAM dapat diakses secara acak (dapat diisi/ditulis, diambil atau dihapus isinya) oleh pemrogram.
3. Struktur RAM dapat dibagi jadi 4 :
a. Input Storage, diguakan untuk menampung input yang dimasukkan melalui alat input
b. Program Storage, digunakan untuk menyimpan semua instruksi program yang akan diakses
c. Working Storage, digunakan untuk menyimpan data yang akan diolah dan hasil pengolahan.
d. Output Storage, digunakan untuk menampung hasil akhir dari pengolahan data yang akan ditampilkan ke alat output.
ROM (Read Only Memory)
1. ROM hanya dapat dibaca sehingga pemrogram tidak dapat mengisi sesuatu ke dalam ROM,
2. ROM diisi oleh pabrik pembuatnya berupa sistem operasi yang terdiri dari program pokok yang diperlukan oleh sistem Smartphone. Misal : program untuk mengatur penampilan karakter di layar, pengisian tombol kunci papan ketik untuk keperluan control tertentu dan bootstrap program.
3. Bootstrap Program diperlukan pada saat pertama kali sistem Smartphone diaktifkan.
4. Proses pengaktifan Smartphone pertama kali disebut booting, booting ada 2, yaitu : cold booting dan warm booting
Cold Booting
Merupakan proses pengaktifan sistem Smartphone pertama kali untuk mengambil program bootstrap dari keadaan listrik Smartphone mati (Off) menjadi hidup (On)
Warm Booting
1. Merupakan proses pengulangan pengambilan program bootstrap pada saat Smartphone masih hidup dengan cara menekan tombol Power Agak lama
2. ROM juga bersifat Non Volatile, supaya isinya tidak hilang bila listrik Smartphone dimatikan.
Jenis ROM :
1. PROM (Programmable Read Only Memory), hanya dapat diprogram 1 kali.
2. EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory), dapat dihapus dengan sinar ultravoilet serta dapat diprogram berulang-ulang.
3. EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory), dapat dihapus secara elektronik dan dapat diprogram kembali.
PROCESSOR
1. Processor/CPU (Central Processing Unit) merupakan otaknya Smartphone. Processor dapat dibedakan dari perbedaan jumlah data bus-nya. Misalkan ada processor 8 bit, itu berarti processor tersebut memiliki 8 data bus
2. Processor yaitu sebuah Chip yang merupakan otak pemroses dan pusat pengendali berbagai perangkat lain sehingga Smartphone dapat bekerja satu dengan lainnya.
3. Ukuran Processor adalah MHz (Mega Hertz) yaitu hitungan kecepatan dalam mengolah data/informasi
Ada beberapa tipe Prosesor pada Smartphone, saya ambil contoh dari android
JENIS PROSESOR PADA ANDROID
Exynos
Processor ini dikembangkan oleh Samsung Electronics yang dibangun dengan basis System on a Chip (SoC) khusus untuk perangkat mobile seperti smartphone dan tablet. Exynos pertama kali dirilis adalah 3110 atau yang sebelumnya dikenal dengan nama hummingbird atau S5PC110. Setelah exynos 3110, samsung kembali meluncurkan exynos 4212, yang menggunakan CPU ARM Cortex A9 dual core dengan clock antara 1.2 GHz hingga 1.5 GHz dan dilengkapi dengan GPU ARM Mali-400 MP4. Kelebihan yang ditawarkan CPU ini adalah multitasking, fitur game 3D dan hemat karena dibangun dengan proses High K Metal Gate 45nm, 32nm dan 28nm.
OMAP
OMAP merupakan processor yang diproduksi oleh Texas Instrument, saat ini tersedia OMAP 1 sampai dengan OMAP 4. Processor OMAP 4 merupakan langkah awal texas instrument versi dual core. Processor OMAP juga sering digunakan oleh smartphone dengan kinerja yang handal diantaranya samsung galaxy nexus, huawei ascend P1 S hingga tablet archos. Keunggulan OMAP mampu memberikan dan memproses tampilan situs pada internet layaknya website pada PC, User interface lebih cepat dengan konsumsi daya lebih sedikit, menunjang kamera primer dan sekunder lebih kuat serta mampu menampilkan video Full HD.
Tegra
Processor product nvidia ini sangat maju dikarenakan lebih dulu melakukan release quad core sementara produsen lain masih memproduksi dual core. Product quad core tersebut adalah nvidia tegra 3 yang dibangun dengan menggunakan arsitektur ARM Cortex A9 dengan core maximum 1.4GHz. Processor ini mempunyai keunggulan mampu menampilkan kualitas gambar dengan konsumsi daya yang minimum, selain itu processor ini juga mampu memutar video dengan resolusi yang besar. Jika anda gemar bermain game dan memutar video, mungkin tegra adalah pilihan yang cocok untuk anda
Snapdragon
Snapdragon merupakan jenis processor besutan Qualcomm yang paling banyak digunakan untuk smartphone android, kemampuan processor ini diklaim banyak pihak lebih baik dari processor lain dan hingga saat artikel ini saya tulis. Hingga saat ini qualcomm meluncurkan beberapa generasi dari snapdragon dengan kemampuan yang bervarisasi.
MediaTek
MediaTek atau yang lebih dikenal dengan MTK merupakan perusahaan semikonduktor dan menjual komponen untuk perangkat komunikasi nirkabel. Di Taiwan, mediatek merupakan pembuat chip terbesar dan juga termasuk perusahaan semikonduktor terbesar, sementara dibidang chipset smartphone, menurut data dari strategic analytic, mediatek menduduki peringkat ketiga setelah snapdragon dan exynos. Selain memiliki berbagai keunggulan, processor mediatek dikenal sebagai processor dengan harga murah namun memiliki kualitas yang mengagumkan.
PXA
Processor ini merupakan produk dari marvell, sekalipun jarang dipakai namun processor tersebut juga dipakai pada smartphone baik perangkat android maupun platform lain. Processor tersebut juga menggunakan teknologi SoC.
System On a Chip (SoC)

Processor pada android menggunakan SoC, apakah SoC tersebut?

Sebuah SoC, atau sistem-on-a-chip, mengintegrasikan hampir semua komponen ke dalam sebuah chip silikon tunggal.
Seiring dengan CPU, sebuah SoC biasanya berisi GPU (prosesor grafis), memori, USB controller, sirkuit manajemen daya, dan radio nirkabel (WiFi, 3G, 4G LTE, dan sebagainya). Sedangkan CPU tidak dapat berfungsi tanpa puluhan chip lain, itu mungkin untuk membangun smartphone hanya dengan SoC tunggal.

Perbedaan CPU dan SoC

Keuntungan dari SoC adalah ukurannya selain itu SoC mengandung lebih banyak fungsionalitas. Jika anda menggunakan CPU, akan sangat sulit jika anda menggunakan CPU dan beberapa chip pendukung lain pada smartphone yang ukurannya relative kecil, kita dapat menempatkan komputer lengkap di smartphone dan tablet , dan masih memiliki banyak ruang untuk baterai jika menggunakan SoC.

Karena tingkat integrasi yang sangat tinggi, SoC juga menggunakan daya yang lebih sedikit, selain itu jika anda menggunakan CPU, maka anda memerlukan sejumlah chip fisik berarti bahwa itu jauh lebih murah untuk membangun sebuah smartphone dengan menggunakan SoC dibanding CPU.
Sering kali kita mendengar istilah ARM, apakah ARM?

ARM adalah kepanjangan dari Advanced RISC Machine, yakni arsitektur prosesor yang menggunakan prosesor RISC 32-bit dan dikembangkan oleh ARM Limited. Arsitektur prosesor ARM banyak digunakan oleh perangkat genggam mengingat fitur-fiturnya yang dibuat optimal untuk perangkat genggam, seperti fitur hemat energinya yang membuatnya menjadi dominan di pasar perangkat elektronik genggam termasuk android.