Apa Perbedaan Antara Mikroprosesor dan Mikrokontroler?

Mikroprosesor dan mikrokontroler adalah chip komputer terpusat yang memberikan kecerdasan pada komputer pribadi dan perangkat elektronik. Keduanya dibuat dengan sirkuit terpadu semikonduktor dan berbagi bagian internal tertentu. 

Sirkuit terpadu

Mikroprosesor dan mikrokontroler adalah komponen semikonduktor yang dibuat di atas sirkuit terpadu. Sirkuit terpadu adalah chip persegi atau persegi panjang yang sangat kecil yang berisi ribuan atau bahkan jutaan komponen elektronik. Sirkuit terpadu memungkinkan rekayasawan untuk mengurangi ukuran sirkuit elektronik.

CPU

Baik mikroprosesor maupun mikrokontroler memiliki CPU. CPU adalah bagian terpusat dari chip komputer yang memproses instruksi yang disediakan oleh aplikasi atau firmware. CPU juga memiliki modul unit aritmatika logika (ALU) khusus. ALU menghitung nilai matematika dan mengevaluasi masalah logika berdasarkan instruksi komputer. 

Register

Register adalah modul memori yang digunakan CPU untuk diproses. CPU menyimpan instruksi atau data biner untuk sementara sebelum, selama, dan setelah diproses. Baik mikroprosesor maupun mikrokontroler dibuat dengan register internal meskipun mikrokontroler sering memiliki lebih banyak register daripada mikrokontroler.

Mikroprosesor mendukung operasi komputasi serbaguna di komputer pribadi dan server korporasi. Sementara itu, mikrokontroler memungkinkan sistem tertanam untuk menganalisis dan merespons input secara waktu nyata.

Ketika rekayasawan mengembangkan sistem dengan mikroprosesor dan mikrokontroler, mereka memperhatikan perbedaan seperti ini.

Kecepatan clock

Mikroprosesor menyediakan kapasitas komputasi berkecepatan tinggi dan kuat untuk berbagai aplikasi. Prosesor komputer modern beroperasi dalam rentang gigahertz (GHz). Hal ini memungkinkan sistem komputer untuk melakukan perhitungan matematika yang kompleks dan mengembalikan hasilnya dengan segera. 

Meskipun kecepatan mikrokontroler telah meningkat selama beberapa dekade, kecepatannya jauh lebih lambat daripada kecepatan pemrosesan mikroprosesor. Kecepatan clock mikrokontroler memiliki rentang antara kilohertz (kHz) hingga ratusan megahertz (MHz), tergantung pada tujuannya. Meskipun rentang kecepatan yang lebih rendah, mikrokontroler dapat beroperasi secara optimal dalam lingkup aplikasi khusus.

Ukuran sirkuit

Mikroprosesor tidak dapat beroperasi sendiri. Mikroprosesor bergantung pada bagian eksternal, seperti chip komunikasi, port I/O, RAM, dan ROM, untuk membentuk sistem komputasi yang lengkap. Oleh karena itu, sirkuit berbasis mikroprosesor terdiri dari alamat dan bus data yang menghubungkan banyak periferal dan chip memori. Bahkan dengan kemajuan dalam teknologi papan sirkuit cetak (PCB), sistem mikroprosesor membutuhkan ruang yang cukup besar.

Namun demikian, mikrokontroler menyediakan desain yang hemat ruang dengan sirkuit yang lebih sederhana. Sebagian besar komponen tambahan yang dibutuhkan sistem berbasis mikroprosesor sudah tersedia pada chip yang sama. Daripada menggunakan komponen yang terpisah satu per satu, para rekayasawan menggunakan mikrokontroler tunggal saat mendesain perangkat elektronik. Hal ini memungkinkan lebih banyak ruang pada papan sirkuit elektronik sehingga rekayasawan dapat menghasilkan sistem yang kompak. 

Penggunaan daya

Mikroprosesor sering berjalan pada kecepatan yang lebih tinggi daripada mikrokontroler dan menghabiskan lebih banyak daya sehingga diperlukan catu daya eksternal. Sama halnya, sistem komputasi berdasarkan unit mikroprosesor memiliki total penggunaan daya yang lebih tinggi karena banyaknya komponen tambahan. 

Sebaliknya, mikrokontroler dirancang untuk beroperasi secara efisien dengan daya minimal. Selain itu, sebagian besar mikrokontroler memiliki fitur hemat daya, yang tidak dimiliki oleh mikroprosesor.

Misalnya, mikrokontroler dapat mengaktifkan mode hemat daya dan menggunakan daya terbatas saat tidak memproses data. Mikrokontroler juga dapat menonaktifkan periferal internal yang tidak digunakan untuk menghemat daya. Hal ini membuat mikrokontroler ideal untuk membuat aplikasi berdaya rendah khusus yang berjalan pada daya yang tersimpan.

Sistem operasi

Dalam aplikasi praktis, mikroprosesor memerlukan sistem operasi untuk menyediakan fungsionalitas yang sesuai. Tanpa sistem operasi, pengguna harus menginstruksikan mikroprosesor dalam bahasa assembly atau bahasa biner.

Sementara itu, mikrokontroler tidak memerlukan sistem operasi untuk dijalankan. Namun, ada sistem operasi spesifik yang membantu mikrokontroler rentang menengah dan tinggi untuk beroperasi lebih efisien. 

Konektivitas

Mikroprosesor menangani teknologi komunikasi yang lebih beragam daripada mikrokontroler. Misalnya, mikroprosesor memproses data USB 3.0 atau Gigabit Ethernet berkecepatan tinggi tanpa prosesor sekunder.

Namun, sebagian besar mikrokontroler memerlukan prosesor khusus untuk konektivitas data berkecepatan tinggi. 

Biaya

Sirkuit terpadu mikroprosesor hanya terdiri dari CPU, unit logika aritmatika (ALU), dan register, yang mengurangi biaya produksi per unit. Sementara itu, satu mikrokontroler memiliki arsitektur internal yang lebih kompleks dan umumnya lebih mahal daripada mikroprosesor.

Namun, sistem berbasis mikroprosesor lebih mahal karena membutuhkan komponen tambahan. Sebaliknya, mikrokontroler dapat bekerja sendiri untuk aplikasi yang dipilihnya.

Mikrokontroler memerlukan lebih sedikit komponen tambahan sehingga sistem berbasis mikrokontroler menjadi lebih murah. Sebagai contoh, papan sirkuit AC dengan mikrokontroler harganya lebih murah daripada motherboard komputer dengan mikroprosesor. 

	Mikroprosesor	Mikrokontroler
Memori	Membutuhkan memori eksternal dan penyimpanan data.	Modul memori on-chip (ROM, RAM).
Periferal	Membutuhkan bagian tambahan. Terhubung dengan bus eksternal.	Periferal on-chip (timer, port I/O, konverter sinyal).
Kapasitas komputasi	Mampu menangani tugas komputasi yang kompleks.	Terbatas pada logika aplikasi tertentu.
Kecepatan clock	Sangat cepat. Rentang GHz.	Cepat, tetapi lebih lambat dari mikroprosesor. Rentang kHz hingga MHz.
Penggunaan daya	Penggunaan daya tinggi. Tidak ada mode hemat daya.	Menggunakan daya minimal. Mode hemat daya bawaan.
Sistem operasi	Membutuhkan sistem operasi.	Sistem operasi bersifat opsional untuk beberapa mikrokontroler.
Konektivitas	Menangani transfer data berkecepatan tinggi. Mendukung USB 3.0 dan Gigabit Ethernet.	Mendukung komunikasi kecepatan rendah hingga sedang. Antarmuka Periferal Serial (SPI) dan I²C. Pemancar penerima asinkron universal (UART).
Biaya	Mahal karena membutuhkan komponen tambahan.	Lebih murah karena satu sirkuit terpadu menyediakan berbagai fungsi.
Kasus penggunaan	Untuk komputasi generik, atau sistem yang membutuhkan kapasitas komputasi yang kuat.	Untuk sistem yang ringkas, bertenaga baterai, atau perangkat pemrosesan logika.