## MULTIPLEKSER BERBASIS PROGRAMMABLE LOGIC DEVICE (PLD)

## Oleh Muhammad Irmansyah
Staf Pengajar Teknik Elektro Politeknik Negeri Padang

## ABSTRACT
In  middle  1990,  electronics  industry  had the  evolution  of personal  Computer, telephone  cellular  and  high  speed  data  communication  equipment.  To  follow  this development, electronics companies have designed and produce new product. One of these innovations is Programmable Logic Devices (PLD) technology. It is a technology to change function of IC digital logic using programming. Many of Programmable Logic Device (PLD) can be used to programming logic using single chip of integrated circuit (IC). Programmable Logic Devices (PLD) technology is applied using IC PAL 22V10 to design multiplexer 4 input 1 output and 2 selector.
Keyword: Programmable Logic Devices (PLD), multiplexer, IC PAL 22V10

## PENDAHULUAN
Pada pertengahan 1990, industri elektronika mengalami  perkembangan yang  pesat dalam  personal  computer, telepon seluler dan peralatan komunikasi data  dengan  kecepatan  tinggi.  Untuk persaingan  pasar,  produsen  membuat produk  dengan  meningkatkan  fungsi, penampilan,  biaya  rendah,  konsumsi daya yang rendah dan ukuran yang kecil. Untuk  memenuhi  kebutuhan  ini, produsen  menciptakan  sistem  yang komplek dengan pemakain IC yang lebih sedikit dan ukuran PCB yang lebih kecil. Berbagai  teknologi  terpadu  digunakan seperti proses submikron semikonduktor, teknologi  PCB,  dan  pemaksimalan penggunaan permukaan PCB. Penunjang design  digunakan  oleh  para  designer berupa  Electronic  Design  Automation (EDA) tools. Kondisi pasar ini membuat metodologi modern dalam design dan tes digunakan,  antara  lain  Programmable
Logic Device (PLD). Untuk mengikuti perkembangan ini, perusahaan elektronika  telah  mendesain  dan membuat produk baru. Untuk memenuhi tuntutan  ini,  engineers  dan  teknisi berusaha  untuk  membuat  penemuan yang  membantu  mereka  membuat prototype rangkaian digital dan mengevaluasi kemajuannya dalam waktu yang  lama.  Salah  satunya  adalah teknologi  Programmable  Logic  Devices (PLD)  yang  merupakan  IC  digital  logic yang  bisa  dirubah  fungsinya  melalui pemrograman  dan  seperti  diindustri, akan dapat dilihat bagaimana mudahnya membuat rangkaian digital menggunakan PLD.

## Perumusan Masalah
Bagaimana  merancang  dan  membuat multiplekser  4  input  1  output  dan  2 selektor  berbasis  Programmable  Logic Device  (PLD)  menggunakan  IC  PAL 22V10.

## Tujuan
1. Merancang
dan membuat multiplekser 4 input 1 output dan 2 selektor
berbasis
Programmable  Logic  Device
(PLD)  menggunakan  IC  PAL
22V10.
2. Menganalisis  hasil teknologi Programmable  Logic  Device (PLD) untuk multiplekser 4 input 1 output dan 2 selektor.

## Landasan Teori
Berbagai  Programmable  Logic Device  (PLD)  dapat  digunakan  untuk logika  pemrograman  yang  banyak dengan  hanya  menggunakan  satu  IC. Keuntungannya  adalah  kefleksibelannya dalam  penggunaan  dengan  skedul  yang lebih  ketat,  untuk  penggunaan  pada produk  dengan  volume  yang  kecil  dan untuk  pengaktifan  awal  sebuah  produk meskipun digunakan pada high volume.
Single  PLD  terdiri  dari  gerbang logika  dalam  jumlah  yang banyak, termasuk  device  penghubung  dimana semua  device  ini  berada  dalam  satu  IC. Dengan  menggunakan  PC,  logika program  dapat  dibuat  dengan  HDL menggunakan  text  editor  atau  gambar sederhana  dari  logika  rangkaian  dengan menggunakan  schematic  editor.  HDL atau schematic  selanjutnya  decompile dengan  program  untuk  membuat  detail dari  rangkaian  logika  yang  akan menghasilkan  output  dari  rancangan yang  yang  telah  dibuat  pada  HDL  atau skematik.  Operasi  dari  rangkaian  ini selanjutnya  dapat  disimulasikan  untuk meyakinkan bahwa output sesuai dengan yang diinginkan. Jika simulasi rangkaian telah  sesuai,  maka  desain  selanjutnya didownload  melalui  parallel  port  ke PLD.  Switch  dihubungkan  ke  input  dan LED ke output untuk mencoba test akhir pada prototype.
Gambar 1. Konstruksi rangkaian PLD 1. Salah  satu  contoh  IC  yang menggunakan  teknologi  PLD  adalah IC22V10.  IC  22V10  terdiri  dari  24 pin dengan pin 12 berfungsi sebagai ground dan pin 24 berfungsi sebagai catu  daya  5  volt.  Pin  1  berfungsi sebagai clock  atau  input  dan  pin  2 sampai 13 (kecuali pin 12) berfungsi sebagai input saja. Pin 14 sampai pin 23  berfungsi  sebagai  input  atau output. Bahasa  pemograman  yang digunakan adalah Warp 4.2.

## Gambar 2. Konfigurasi IC PAL 22V10
Multiplexer  berarti  “dari  banyak ke  dalam  (menjadi)  satu”.  Sebuah multiplexer  adalah  rangkaian  yang memiliki  banyak  masukan  tetapi  hanya satu  keluaran.  Multiplexer  sering disingkat dengan MUX. MULTIPLEXER  (MUX)  atau DATA  SELECTOR  adalah  sebuah devais digital  yang  memiliki  fungsi memilih salah satu dari sejumlah saluran input  untuk  ditransmisikan  ke  satu output.  Prinsipnya  sama  seperti  saklar pemilih,  dari 2 n buah  input  dipilih melalui n buah  jalur  pemilih  (DATA SELECT),  jalur  mana  yang  akan disalurkan ke output. Dengan  menggunakan  sinyal kendali  kita  dapat  mengatur  penyaluran masukkan  tertentu  menuju  keluarannya. Sinyal kendali ini akan mengatur bagian mana  atau  alamat mana  yang  akan diaktifkan
atau dipilih. Piranti multiplexer  atau  disebut  juga pemilihan data  (data  selector) adalah  sebuah rangkaian  logika  yang  menerima beberapa masukkan data dan hanya satu diantara  mereka  yang  dilewatkan  ke keluaran pada suatu waktu. Jalur  dari  data  masukkan  yang diharapkan  ke  keluaran  dikendalikan oleh sinyal kendali alamat atau disebut juga masukkan select.
Gambar 3. Rangkaian Multiplexer 4 ke 1
Tabel 1 Tabel kebenaran MUX 4 ke 1
S 1 S 0 Y 0 0 I 0 0 1 I 1 1 0 I 2 1 1 I 3
Gambar3 memperlihatkan sebuah Multiplexer  yang  dasar  dan  sederhana, terdiri  hanya  4  masukkan  data  digital dengan  keluaran  1  jalur digital. Multiplexer  tersebut  sering  diartikan sebagai  multiplexer  4  ke-1.  Bit-bit  data masukkan terdiri dari I 0 sampai I 3. Hanya satu diantara masukkan-masukkan tersebut  yang  diteruskan  ke  bagian keluaran. Sinyal kendali address  S 0 dan S 1 ,  menentukan  jalur  data  yang  berisi bit-bit  biner  mana  yang  akan dikeluarkan. Sebagai contoh, jika
S 1 S 0 = 0 1 maka  gerbang  AND  atau  gerbang  G 1 menjadi  aktif (Enable) dan  semua gerbang  AND  yang  lain  dalam  keadaan tak  aktif  atau  tidak  aktif (Disable).
Karena  itu,  bit  data  I 1 diteruskan  ke bagian keluaran dan memberikan hasil :
Y = I 1
Jadi,  data  apapun  yang  lewat pada jalur I 1 melalui G 1 akan dikirimkan melalui  gerbang OR dan dikeluarkan ke keluaran Y.
Berdasarkan  program  yang  telah didownload  ke  modul,  maka  dapat dilihat  table  kebenarannya  seperti berikut:
Tabel 2 Tabel Kebenaran Multiplekser
S 1 S 0 a b c d 0 0 1 - - - 0 1 - 1 - - 1 0 - - 1 - 1 1 -
- - 1

## METODE PENELITIAN
Perancangan dan Pembuatan Perangkat Keras
Gambar 4. Diagram blok hardware
1. Personal  Computer  (PC),  berfungsi sebagai  tempat  pembuatan  program dengan menggunakan bahasa pemograman  Warp  4.2  dan  simulasi hasil pemograman. 2. Downloader,berfungsi untuk memindahkan data hasil pemograman dari personal computer (PC) ke IC PAL 22V10. 3. Input  switchberfungsi  sebagai  input logic.
4. PAL  22V10,  merupakan  salah  satu jenis  Programable  Logic  Device (PLD)
5. Output  led  berfungsi  sebagai indikator output.

## IC 74153 merupakan Multiplexer dengan 4 input 1 output dan 2 selektor
Gambar 5 Rangkaian IC PAL22V10 yang difungsikan sebagai multiplexer 4 input 1 output dan 2 selektor
Perancangan dan pembuatan software Perangkat software yang dirancang  untuk  sistim  ini  adalah perangkat  lunak  untuk  menjalankan sistim  trainer  secara  keseluruhan, software ini dirancang dengan menggunakan bahasa Warp 4.2 . library ieee; use ieee.std_logic_1164.all; entity multiplexer  is port( a,b,c,d : in std_logic; q : out std_logic;
s
:
in std_logic_vector(1 downto 0)); attribute  part_name  of  multiplexer :entity is “22V10”; attribute pin_number of mux :entity is “  a(0):2  b(0):3  c(0)4  d(0):5    a(1):6 b(1):7 c(1)8 d(1):9  s(0):10 s(1) :11 q(0):23 q(1) :22”; end multiplekser; architecture behave of multiplexer  is
begin process (a, b,c,d, s) begin if s = “00” then
q < = a; else if s = “10” then q < = b;
else If s = “01” then q < = c; else if s = “11” then q < = d;
end if; end if; end if; end if; end process; end behave;

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Tabel 3. Hasil pengujian multiplekser 4
ke 1

## PEMILIH OUTPUT
S 1 S 0 Q 0 0 a 0 1 b 1 0 c 1 1 d
(a) (b) (c) (d)
(e)
Gambar 6. Hasil simulasi multiplekser 4 ke 1

## Pembahasan
Berdasarkan  hasil  test  fisik rangkaian, dapat dibuktikan bahwa teori mengenai  multiplekser    terbukti kebenarannya. Dan dapat juga diperkuat kebenarannya  dengan  hasil  simulasi yang terlihat pada gambar di atas. Untuk mempermudah  pengujian  alat  atau rangkaian fisiknya maka dapat dilakukan dengan  melihat  konfigurasi  switch yang digunakan seperti berikut:
Dimana,  switch  yang  digunakan adalah Q(A) = S(6), Q(B) = S(2), Q(C) = S(7), Q(D)  =  S(3).  Sedangkan  untuk selektor  (pemilih)  data  yang  akan dikeluarkan, digunakan S(8) = S0, S(4) = S1. Logika untuk rangkaian multiplekser ini adalah, pada saat diberikan selektor:  Saat S0 S1 = 00
Keluarannya yang aktif adalah Q(A)  Saat S0 S1 = 01
Keluarannya yang aktif adalah Q(B)
 Saat S0 S1 = 10
Keluarannya yang aktif adalah Q(C)

Saat S0 S1 = 11
Keluarannya yang aktif adalah Q (D)
Dari  data  diatas  dapat  kita  lihat  bahwa hasil  rancangan  multiplekser  4  input  1 output  dan  2  selektor  dengan menggunakan  teknologi  Programmable Logic Device (PLD) yang kita buat telah sesuai  dengan yang  kita  harapkan yaitu sesuai dengan spesifikasi dari IC 74153.

## KESIMPULAN
Dengan  menggunakan  IC  PAL 22V10  kita  dapat  mengaplikasikan teknologi  Programmable  Logic  Device (PLD)  untuk  multiplekser 4  input  1 output  dan  2  selektor sebagai  pengganti dari IC 74153.

## DAFTAR PUSTAKA
Kevin Skahill., 1997, VHDL for Programmable Logic, Addison Wesley Neil H.E. Weste ,2005, CMOS VLSI Design,
Addison Wesley Nigel P. Cook,2004, Practical Digital Electronics, Prentice Hall Stephen Brown, 2000, Digital logic of Fundamentals With VHDL Design, McGraw-Hill
D3        D4        D5           D6
D7
S S S S
S
S S S S b a c d S1 S0 D0 D1 D2