Pendahuluan

Perangkat embedded system seperti router, modem, kamera CCTV, smart TV, dan perangkat IoT sudah menjadi bagian dari kehidupan sehari-hari. Di balik perangkat-perangkat tersebut, terdapat CPU yang berperan sebagai otak utama sistem.

Tiga arsitektur CPU yang paling sering digunakan pada embedded system adalah ARM, MIPS, dan RISC-V. Memahami perbedaan ketiganya sangat penting, terutama bagi engineer, developer, dan peneliti keamanan.

Apa Itu Arsitektur CPU?

Arsitektur CPU adalah desain dasar yang menentukan bagaimana sebuah prosesor bekerja, termasuk:

  • Instruksi yang bisa dijalankan

  • Cara mengelola memori

  • Cara berkomunikasi dengan sistem operasi dan hardware

Arsitektur CPU berbeda dengan merek prosesor. Satu arsitektur bisa digunakan oleh banyak vendor dan diimplementasikan dalam berbagai bentuk chip.

Gambaran Umum Embedded System

Embedded system adalah sistem komputer yang dibuat untuk menjalankan fungsi tertentu dan biasanya tertanam di dalam perangkat.

Ciri-ciri embedded system:

  • Sumber daya terbatas (CPU, RAM, storage)

  • Dirancang untuk tugas spesifik

  • Berjalan terus-menerus

Contoh embedded system:

  • Router dan access point

  • Perangkat IoT

  • Sistem kontrol industri

  • Perangkat elektronik pintar

Arsitektur ARM

ARM adalah arsitektur CPU yang paling dominan di dunia embedded system saat ini.

Karakteristik ARM:

  • Hemat daya

  • Performa tinggi untuk ukuran kecil

  • Ekosistem software sangat luas

ARM memiliki beberapa varian:

  • Cortex-A untuk sistem operasi seperti Linux dan Android

  • Cortex-M untuk microcontroller

  • Cortex-R untuk sistem real-time

ARM banyak digunakan pada smartphone, IoT modern, dan perangkat pintar lainnya.

Arsitektur MIPS

MIPS merupakan arsitektur CPU yang cukup lama digunakan di dunia embedded, terutama pada perangkat jaringan.

Karakteristik MIPS:

  • Desain sederhana

  • Stabil dan efisien

  • Banyak digunakan pada router generasi lama

MIPS sering ditemukan pada firmware router dan modem. Arsitektur ini memiliki dua format endian:

  • mipsel (little endian)

  • mipseb (big endian)

Pemahaman endian sangat penting dalam analisis firmware dan keamanan.

Arsitektur RISC-V

RISC-V adalah arsitektur CPU yang relatif baru dan bersifat open-source.

Keunggulan RISC-V:

  • Tidak memerlukan lisensi

  • Fleksibel dan bisa dikustomisasi

  • Didukung komunitas open-source

RISC-V mulai banyak digunakan pada embedded system modern, riset akademik, dan perangkat IoT generasi baru.

Perbandingan ARM, MIPS, dan RISC-V

Secara singkat, perbandingan ketiganya dapat dilihat sebagai berikut:

  • ARM: ekosistem matang, performa tinggi, paling populer

  • MIPS: banyak pada perangkat legacy, sederhana dan stabil

  • RISC-V: open-source, fleksibel, masa depan embedded system

Pemilihan arsitektur tergantung kebutuhan perangkat, biaya, dan dukungan software.

Arsitektur CPU dan Firmware

Arsitektur CPU sangat memengaruhi firmware, seperti:

  • Format binary

  • Toolchain dan compiler

  • Cara debugging dan reverse engineering

Firmware untuk ARM tidak bisa langsung dijalankan di MIPS, begitu juga sebaliknya. Oleh karena itu, arsitektur harus diketahui sejak awal.

Implikasi Keamanan pada Embedded System

Banyak celah keamanan muncul karena:

  • Firmware lama tidak diperbarui

  • Konfigurasi default yang lemah

  • Kurangnya mekanisme keamanan

Pemahaman arsitektur CPU membantu peneliti keamanan dalam:

  • Analisis binary

  • Emulasi firmware

  • Pencarian vulnerability

Studi Kasus Penggunaan di Dunia Nyata

Beberapa contoh penggunaan:

  • ARM pada smart TV, IP camera, dan IoT modern

  • MIPS pada router rumahan generasi lama

  • RISC-V pada board embedded dan perangkat riset

Setiap arsitektur memiliki peran masing-masing di dunia embedded system.

Tren Masa Depan Arsitektur CPU Embedded

Tren saat ini menunjukkan:

  • Penggunaan ARM masih sangat dominan

  • MIPS mulai berkurang dan bersifat legacy

  • RISC-V tumbuh pesat karena open-source

Ke depan, RISC-V diprediksi akan semakin banyak digunakan di embedded system.

Kesimpulan

ARM, MIPS, dan RISC-V adalah arsitektur CPU penting dalam dunia embedded system. ARM unggul dalam ekosistem dan performa, MIPS banyak ditemukan pada perangkat lama, dan RISC-V menawarkan masa depan yang terbuka dan fleksibel.

Memahami arsitektur CPU bukan hanya penting bagi developer, tetapi juga bagi peneliti keamanan dalam menganalisis firmware dan sistem embedded.

Related Posts: