Finoo.id – √ Apa Itu Embedded System? Komponen dan Struktur Dasarnya. Embedded system atau sistem tertanam adalah sebuah sistem komputer yang dirancang untuk menjalankan tugas tertentu dalam perangkat yang lebih besar, bukan untuk digunakan secara umum seperti komputer pribadi. Sistem ini biasanya memiliki fungsionalitas terbatas, namun sangat penting dalam mendukung kinerja perangkat seperti smartphone, kendaraan, peralatan rumah tangga, dan berbagai jenis mesin industri. Dengan perkembangan teknologi yang pesat, embedded system semakin berperan dalam berbagai sektor, termasuk otomotif, medis, dan elektronik konsumen.
Untuk memahami lebih dalam mengenai embedded system, kita perlu mengenal komponen dan struktur dasar yang menyusunnya. Sebuah embedded system umumnya terdiri dari perangkat keras (hardware) dan perangkat lunak (software) yang saling bekerja sama untuk menjalankan tugas tertentu.
Komponen utama dalam embedded system meliputi mikrokontroler, sensor, aktuator, serta antarmuka pengguna. Struktur dasar ini memungkinkan embedded system untuk beroperasi dengan efisien dan memberikan kinerja optimal sesuai dengan fungsi yang diinginkan.
Apa Itu Embedded System?
Embedded System atau sistem tertanam adalah sebuah perangkat komputasi yang dirancang untuk melaksanakan tugas-tugas tertentu dalam sebuah sistem atau perangkat yang lebih besar. Sistem ini biasanya dibangun untuk menjalankan fungsi yang sangat spesifik, tidak seperti komputer pribadi yang dirancang untuk tugas yang lebih luas dan fleksibel.
Sebagai contoh, sebuah embedded system dalam mobil akan menangani fungsi seperti pengaturan suhu atau sistem navigasi, sementara di peralatan rumah tangga seperti microwave, embedded system berfungsi untuk mengatur waktu dan suhu pemasakan. Embedded system terdiri dari berbagai komponen utama seperti perangkat keras (hardware) dan perangkat lunak (software), yang bekerja secara bersama-sama untuk menjalankan tugas yang sudah ditentukan.
Komponen penyusun embedded system meliputi mikrokontroler dan mikroprosesor yang bertindak sebagai otak dari sistem tersebut, serta berbagai komponen tambahan lainnya seperti memori eksternal, sistem Input/Output (I/O), sensor, dan aktuator. Mikrokontroler berperan penting dalam memproses data yang diterima dari sensor dan mengontrol aktuator untuk mengeluarkan output sesuai kebutuhan.
Embedded system biasanya membutuhkan memori yang lebih kecil dan tidak memerlukan prosesor yang rumit, karena fungsinya yang terbatas pada tugas-tugas tertentu. Keunggulan dari embedded system adalah sifatnya yang efisien, ringan, dan hemat daya, yang membuatnya cocok digunakan pada perangkat-perangkat dengan sumber daya terbatas. Contoh penerapan embedded system dapat ditemukan pada berbagai perangkat sehari-hari seperti jam tangan pintar, televisi, ponsel, kalkulator, microwave, hingga sistem kendali dalam kendaraan.
Komponen Penyusun Embedded System
1. Hardware atau Komponen Perangkat Keras
Komponen perangkat keras dalam embedded system mencakup berbagai elemen fisik yang membentuk sistem dan memungkinkan sistem untuk berinteraksi dengan dunia luar. Hardware ini termasuk mikrokontroler atau mikroprosesor, memori (RAM, ROM, atau memori eksternal), antarmuka Input/Output (I/O), dan sensor. Mikrokontroler atau mikroprosesor berfungsi sebagai pusat pemrosesan yang mengontrol dan mengatur aliran data dalam sistem.
Memori digunakan untuk menyimpan data sementara atau permanen, sedangkan sistem I/O berperan dalam penghubung antara perangkat dan pengguna atau lingkungan sekitar. Sensor-sensor yang terpasang pada sistem mengumpulkan data dari dunia nyata (seperti suhu, tekanan, atau gerakan), yang kemudian diproses oleh mikrokontroler. Semua komponen hardware ini bekerja bersama untuk menjalankan fungsi spesifik yang ditetapkan oleh embedded system.
2. Software atau Komponen Perangkat Lunak
Perangkat lunak pada embedded system terdiri dari kode-kode yang ditulis untuk mengatur bagaimana hardware bekerja dan berinteraksi satu sama lain. Software ini mencakup firmware, yang merupakan jenis perangkat lunak tingkat rendah yang tertanam langsung dalam perangkat keras, serta aplikasi khusus yang menjalankan fungsi tertentu. Firmware biasanya dikembangkan untuk mengontrol perangkat keras secara langsung, memberikan instruksi yang diperlukan untuk pengoperasian mikrokontroler, serta mengelola input dan output dari sensor dan aktuator.
Di samping itu, software pada embedded system sering kali lebih efisien dan ringan, agar sesuai dengan keterbatasan memori dan prosesor yang ada pada perangkat tersebut. Oleh karena itu, kode perangkat lunak dalam embedded system sering kali dioptimalkan untuk menjalankan tugas-tugas yang terbatas namun kritis dengan kecepatan dan efisiensi tinggi.
3. Sistem Operasi Waktu Nyata (RTOS)
Real-Time Operating System (RTOS) adalah komponen perangkat lunak yang sangat penting dalam embedded system yang membutuhkan pengolahan data dalam waktu yang sangat tepat atau real-time. RTOS bertanggung jawab untuk mengelola dan mengatur proses eksekusi aplikasi dengan memastikan bahwa setiap tugas atau proses yang dijalankan dapat diselesaikan dalam waktu yang telah ditentukan. Sistem operasi waktu nyata memastikan bahwa prioritas proses dijalankan dengan benar dan tepat waktu, yang sangat krusial dalam sistem yang berhubungan dengan kontrol atau pengolahan data secara langsung, seperti dalam aplikasi otomotif, medis, atau industri.
Dengan menggunakan RTOS, embedded system dapat menjaga performa yang stabil dan dapat dikalianlkan, bahkan dalam kondisi operasi yang rumit. RTOS juga berfungsi untuk memanage multitasking, memastikan bahwa setiap proses mendapatkan waktu pemrosesan yang cukup dan tidak ada satu pun proses yang tertunda atau gagal karena keterbatasan waktu.
Struktur Dasar Embedded System
- Sensor
Sensor berfungsi untuk memonitor objek atau situasi tertentu. Sensor dapat mengubah kuantitas fisik, seperti benda, objek, atau kondisi lingkungan, menjadi sinyal listrik yang kemudian dapat dibaca oleh teknisi atau perangkat lain, termasuk dalam sistem embedded. Data yang dihasilkan oleh sensor ini akan disalurkan ke memori untuk diproses lebih lanjut. - Konverter AD (Analog-to-Digital Converter)
Konverter AD berperan dalam mengubah nilai analog yang diterima dari sensor menjadi nilai digital. Proses ini memungkinkan data yang bersifat analog, seperti suhu atau tekanan, untuk diolah lebih lanjut oleh sistem embedded yang hanya dapat memproses data dalam format digital. - Prosesor dan ASIC (Application Specific Integrated Circuit)
Prosesor dan ASIC digunakan untuk memproses data digital yang diperoleh dari sensor atau konverter AD. Prosesor bertanggung jawab untuk menjalankan instruksi-instruksi yang telah diprogram, sementara ASIC dapat berfungsi untuk menjalankan tugas-tugas tertentu dengan efisiensi tinggi, menghasilkan output yang diinginkan, dan menyimpannya dalam memori untuk digunakan nanti. - Konverter DA (Digital-to-Analog Converter)
Berfungsi kebalikan dari konverter AD, konverter DA mengubah nilai digital yang diterima dari prosesor menjadi nilai analog. Ini memungkinkan sistem untuk menghasilkan sinyal analog yang diperlukan untuk berinteraksi dengan perangkat eksternal atau sistem lainnya yang menggunakan sinyal analog. - Aktuator
Aktuator, yang sering disebut sebagai perangkat eksekusi atau penindak, memiliki fungsi utama untuk mengubah sinyal menjadi output fisik atau gerakan. Pergerakan yang dihasilkan oleh aktuator bergantung pada perintah yang diberikan oleh sistem kontrol. Aktuator ini sangat penting dalam mengontrol pergerakan atau perubahan kondisi fisik dalam aplikasi embedded system.
Kelebihan dan Kekurangan dari Embedded System
A. Kelebihan
1. Efisiensi dan Kinerja Tinggi
Embedded System dirancang khusus untuk menjalankan tugas tertentu dengan tujuan efisiensi yang maksimal. Karena fokus pada fungsi tertentu saja, sistem ini dapat dioptimalkan baik dari segi perangkat keras maupun perangkat lunaknya untuk memenuhi kebutuhan efisiensi yang tinggi. Selain itu, Embedded System mendukung operasi input/output secara real-time, yang memastikan kinerja yang cepat dan responsif. Dengan optimasi yang tepat, sistem ini dapat memberikan performa yang sangat baik dalam melaksanakan tugas-tugas yang ditugaskan.
2. Tingkat Konsumsi Daya yang Rendah
Salah satu keunggulan utama dari Embedded System adalah konsumsi daya yang rendah. Karena tugas yang dijalankan oleh sistem ini biasanya terbatas dan tidak terlalu kompleks, perangkat yang menggunakan Embedded System cenderung mengonsumsi lebih sedikit energi dibandingkan dengan sistem komputasi lainnya. Hal ini memungkinkan penggunaan yang lebih efisien dari segi energi, menjadikannya pilihan ideal untuk perangkat dengan sumber daya terbatas atau yang memerlukan operasi hemat daya.
3. Biaya yang Terjangkau
Dengan sifatnya yang sederhana dan tugas yang terbatas, komponen-komponen dalam Embedded System dapat dioptimalkan untuk biaya produksi yang lebih rendah. Biaya yang relatif terjangkau memungkinkan teknologi yang mengadopsi embedded system untuk diproduksi secara massal. Dengan demikian, perangkat berbasis embedded system dapat lebih mudah diakses oleh pengguna, baik dari sisi harga maupun ketersediaannya di pasar.
B. Kekurangan Embedded System
1. Kinerja yang Terkadang Terhambat
Pada aplikasi yang membutuhkan pemrosesan tinggi, terbatasnya daya pemrosesan dalam embedded system dapat menghambat kinerja sistem, memperlambat respons, atau bahkan membuatnya menjadi tidak responsif. Selain itu, keterbatasan daya dalam mentransmisikan dan menyimpan data dapat memengaruhi fungsionalitas aplikasi, mengurangi kemampuan sistem untuk menangani tugas-tugas yang lebih kompleks atau volume data yang lebih besar.
2. Kurang Fleksibel dalam Upgrade dan Pengembangan
Setelah embedded system dirancang dan diimplementasikan, sulit untuk melakukan upgrade atau penambahan fitur baru tanpa melakukan perubahan besar pada sistem. Hal ini terjadi karena embedded system sering kali sangat bergantung pada hardware tertentu, yang menyulitkan proses pengembangan lebih lanjut tanpa harus merancang ulang sistem secara keseluruhan. Keterbatasan ini mengurangi fleksibilitas dalam menyesuaikan teknologi atau menambah fungsionalitas baru setelah sistem beroperasi.
3. Permasalahan Skalabilitas
Salah satu tantangan utama dalam embedded system adalah skalabilitas. Begitu sistem dirancang dan diterapkan, menambah kapasitas atau memperbesar skala operasionalnya untuk menangani beban atau tugas tambahan menjadi sulit. Untuk menambahkan fungsi atau tugas baru dalam satu ekosistem, sering kali diperlukan perancangan ulang yang signifikan. Hal ini membatasi kemampuan sistem untuk berkembang atau beradaptasi dengan kebutuhan baru tanpa investasi besar dalam perubahan desain.
BACA JUGA :
- √ Apa itu SoC (System on Chip)? Komponen & Cara Kerjanya
- √ Apa Itu DeFi? dan Mengapa Keamanannya Penting?
- √ Apa itu Cloud Computing? Konsep Dasar & Integrasinya
- √ Apa itu Protocol IoT? Peran dan Jenis-Jenisnya
Penutup
Embedded system merupakan komponen kunci yang mendasari berbagai perangkat elektronik modern yang kita gunakan sehari-hari. Dengan kemampuannya untuk menjalankan tugas spesifik secara efisien, sistem ini menawarkan kinerja tinggi, konsumsi daya yang rendah, dan biaya produksi yang terjangkau.
Meskipun memiliki sejumlah kelebihan, seperti efisiensi dan kekalianlan, embedded system juga memiliki kekurangan, terutama dalam hal fleksibilitas dan skalabilitas setelah sistem diimplementasikan.
Pemahaman yang lebih dalam mengenai komponen dan struktur dasar embedded system sangat penting untuk mengapresiasi bagaimana teknologi ini bekerja dan bagaimana peranannya dalam mendukung berbagai aplikasi industri dan konsumen.
Dengan berkembangnya teknologi, embedded system terus berinovasi untuk memenuhi kebutuhan pasar yang semakin kompleks, memberikan solusi yang lebih canggih dan efisien di berbagai sektor.
Demikianlah artikel finoo.id yang membahas tentang √ Apa Itu Embedded System? Komponen dan Struktur Dasarnya. Semoga artikel kami dapat bermanfaat dan terimakasih telah membaca artikel ini.
