Memahami Perbedaan Mikrokontroler dengan System On Chip

Pada  banyak tulisan embeddednesia yang membahas tentang ESP8266 dan juga ESP32.  Selalu disebutkan bahwa produk buatan espresif tersebut adalah System on Chip, merujuk pada keterangan yang diberikan pada datasheet-nya.

Lantas pembaca akan timbul pertanyaan, apa perbedaan System on Chip dengan Mikrokontroler? Pada sesi ini, penulis akan membahas singkat apa itu Mikrokontroler dan SoC, dan apa yang membedakan keduanya

• Mikrokontroler

Mikrokontroler secara arsitektur adalah  prosesor yang  ditambah dengan memori program dan data, serta beberapa periferal lainnya hingga port I/O  yang dikemas dalam  satu keping rangkaian terintegrasi (IC). Ya, secara arsitektur mikrokontroler dapat disebut sebagai komputer dalam satu keping IC.

Berikut adalah diagram blok dari arsitektur mikrokontroler 8051. Nama  8051 merujuk pada Intel 8051, jenis prosesor yang dikembangkan Intel di tahun 1980an

Contoh lainnya adalah  Mikrokontroler AVR 8 bit yang biasanya digunakan oleh board –board keluarga Arduino, menggunakan arsitektur prosesor yang AVR diambil dari akronim penemunya yang merupakan dua orang berkebangsaan Norwegia yaitu  Alf Egil Bogen dan Vegard Wollan, sedangkan huruf terakhir R berarti Risc Processor. yang merupakan jenis arsitektur prosesor yang digunakan (prosesor yang menggunakan teknologi Reduce Instruction Set Computing)

Gambaran yang lebih jelas dapat dilihat pada mikrokontroler 32 bit seperti  STM32 dari STMicroelectronics dan Tiva C Series dari Texas Instruments. Kedua mikrokontroler dari pabrikan yang berbeda  ini menggunakan prosesor yang sama yaitu arsitektur prosesor ARM Cortex-M.

ARM tidak membuat mikrokontroler. Mereka merancang prosesor dan komponen – komponen lain yang dibutuhkan oleh perancang piranti silikon lainnya lalu melisensikan rancangan tersebut ke berbagai perusahaan termasuk ke pembuat mikrokontroler

Meskipun banyak pembuat mikrokontroler menggunakan prosesor ARM Cortex-M sebagai CPU -nya. Namun sistem memori, memory map, periferal, dan karakteristik operasi (seperti kecepatan clock dan tegangan) dapat benar – benar berbeda dari satu produk ke produk yang lain. Hal ini memungkinkan pembuat mikrokontroler untuk menambahkan fitur – fitur ke produknya dan melakukan diferensiasi produk dengan pesaingnya di pasar

• System on Chip

ESP8266 dan ESP32 sering disebut pembuatnya sebagai System on Chip dan bukannya Mikrokontroler lalu apa perbedaan keduanya? Menurut pemahaman penulis, istilah ini lebih mengarah bertujuan untuk strategi “marketing” dibandingkan teknis. ESP32 pada dasarnya adalah Mikrokontroler dengan penambahan periferal WiFi dan bluetooth yang dikemas dalam satu chip. Dengan kata lain SoC adalah mikrokontroler dengan penambahan fitur di dalamnya(?)

Namun jika dilihat dari prespektif lain, mikrokontroler sebenarnya juga dapat disebut System on Chip jika pembaca memahami bahwa pada dasarnya di dalam keping mikrokontroler terdapat prosesor ditambah berbagai periferal built-in. (dimana periferal yang dimasukkan ke dalam keping silikon tersebut akan selalu bertambah seiring dengan waktu) Misalkan untuk mikrokontroler 8051, seorang perancang masih perlu menambahkan ic ADC untuk mengubah tegangan analog ke digital baru kemudian dihubungkan ke Pot mikrokontroler

Namun pada jenis mikrokontroler AVR, ADC sudah menjadi bagian built-in pada Mikrokontroler. Namun tidak dengan DAC, untuk mengubah data digital menjadi analog masih diperlukan ic tambahan. Selanjutnya,  pada mikrokontroler STM32, DAC sudah menjadi fitur internal di dalam mikrokontroler.

Maka istilah System on Chip adalah istilah yang bertumpang tindih dengan mikrokontroler, dan tidak lebih dari teknik pemasaran pabrik pembuat, yang sengaja ingin menunjukan produknya berbeda dari yang lain. Meskipun kenyataannya penambahan fitur Wi-Fi dan bluetooth pada ESP32 hanyalah konsekuensi dari semakin berkembangnya teknologi sistem benam yang membuat perangkat silikon dapat dirangkai semakin kecil dan semakin banyak modul yang dahulunya terpisah dapat ditanamkan secara terintegrasi dalam satu keping silikon

• Any Question?

Jika pembaca memiliki pertanyaan dan pembahasan lain tentang mikrokontroler, baik AVR, STM32, Tiva C Series, atau jenis mikrokontroler lain. Pembaca dapat menyalurkannya  melalui forum komunitas embeddednesia di tautan berikut