Tugas XTKJ 2

Ahmad Marzuki(02)

X TKJ 2

CENTRAL PROCESSING UNIT (CPU)

Arsitektur dasar mesin tipe von neumann menjadi kerangka referensi pada komputer digital umum (general-purpose) modern 3 bagian fundamental tersebut adalah:

Input/Output Device

Central Prosesing

Unit

Main Memory

Unit

Data bus Data bus

ControlControl

Address

Organisasi CPU

A+B

A

B

A B

ALU

A+B

Register

ALU Input Register

ALU Input Bus

ALU Output Register

Gambar diatas disebut jalur data dan berisi register-register (terutama 1 sampai 32), ALU (Arithmetic Logic Unit) dan beberapa bus yang menghubungkan bagian-bagian tersebut. Register-register tersebut melengkapi dua register untuk input ALU, yang dalam gambar diberi label A dan B. Register-register ini menyimpan input ALU sementara ALU menjalankan fungsi perhitungan.

Arithmatic and logic unit (alu)

Ide mengenai satu adder umum yang mampu menambahkan dua register bersama-sama dan menyimpan hasilnya dalam register lainnya merupakan prinsip yang mendasar pada ALU. Sehingga ALU didefinisikan sebagai sebuah unit yang berisi sirkuit untuk menjalankan sekumpulan operasi mikro aritmatika dan logika. Sebuah contoh dari dua fungsi ALU ditunjukkan sebagai berikut,

F1 F1

Multumeter(MUX)

A B(n) (n)

R(n)

Control Line

Selection Line

ALU

A B

R

Control

Select

Sejumlah n baris input dari A dan B dihubungkan dengan blok fungsi f1 dan f2. Kemudian sejumlah n baris output pada blok tersebut dihubungkan dengan sejumlah n multiplexer (MUX). Tergantung dari operasi mikro tertentu yang harus dijalankan maka baris seleksi akan di-set untuk memilih baris output fungsi yang semestinya untuk sejumlah n baris dari R, yaitu hasil operasi ALU. Jumlah baris seleksi yang diperlukan tergantung pada jumlah fungsi di dalam ALU, pada bagian ini ada dua input n-bit, yaitu A dan B, dan sebuah output n-bit, yaitu R.

Fungsi Aritmatika pada sebuah ALU biasanya mencakup nteger, floating-point (real) dan desimal berkode biner. Disini operasi yang terjadi adalah penambahan, pengurangan, perkalian dan pembagian.

Fungsi Logika pada ALU lebih sederhana. Untuk segala operasi logika yang ingin diterapkan, maka hanya perlu memuat sejumlah n gerbang logika tertentu untuk operasi tersebut (satu untuk setiap pasangan bit input).

Selain itu pula ALU dapat digunakan sebagai Pergeseran, dengan menerapkan sirkuit geser kombinasional yang dikenal sebagai skalar posisi. Karena kita ingin menjalankan pergeseran bersamaan dengan fungsi aritmatika atau logika, seperti pada perkalian atau pengepakan string, maka akan lebih efisien untuk men-set penggeser diluar ALU. Dengan cara ini dapat ditambahkan dua angka dan menggeser seluruh hasil dalam satu langkah daripada meneruskan hasilnya ke input ALU lagi dan kemudian mensetup ALU untuk menggeser angka tersebut.

REGISTER

Register dari sebuah komputer secara kolektif disebut sebagai kumpulan register (register set).

Register Set

ALU

CLU

Control Flow

Data Flow

Contoh Diagram Register

Kumpulan Register Microprocessor Intel 8085

A (8 bit)

S Z X A C X P X

CARRY

PARITY

Aux. CARRY

ZEROsign

B (8 bit) C (8 bit)

D (8 bit) E (8 bit)

H (8 bit) L (8 bit)

PC (16 bit)

SP (16 bit)

Control unit

Unit kendali (bahasa ingris):Control Unit - CU) adalah salah satu bagian dari CPUyang bertugas untuk memberikan arahan/kendali/ kontrol terhadap operasi yang dilakukan di bagian ALU (Arithmetic Logical Unit) di dalam CPU tersebut. Output dari CU ini akan mengatur aktivitas dari bagian lainnya dari perangkat CPU tersebut.

Tugas CU

◊Mengatur dan mengendalikan alat-alat input dan output.◊ Mengambil instruksi-instruksi dari memori utama.◊ Mengambil data dari memori utama kalau diperlukan oleh proses.◊ Mengirim instruksi ke ALU bila ada perhitungan aritmatika atau perbandingan logika serta mengawasi kerja.◊ Menyimpan hasil proses ke memori utama.

Macam-macam CU

Single-Cycle CUProses di CUl ini hanya terjadi dalam satu clock cycle artinya setiap instruksi ada

pada satu cycle, maka dari itu tidak memerlukan state. Dengan demikian fungsi boolean masing-masing control line hanya merupakan fungsi dari opcode saja. Clock cycle harus mempunyai panjang yang sama untuk setiap jenis instruksi. Ada dua bagian pada unit kontrol ini, yaitu proses men-decode opcode untuk mengelompokkannya menjadi 4 macam instruksi (yaitu di gerbang AND), dan pemberian sinyal kontrol berdasarkan jenis instruksinya (yaitu gerbang OR). Keempat jenis instruksi adalah “R-format” (berhubungan dengan register), “lw” (membaca memori), “sw” (menulis ke memori), dan “beq” (branching). Sinyal kontrol yang dihasilkan bergantung pada jenis instruksinya. Misalnya jika melibatkan memori ”R-format” atau ”lw” maka akan sinyal ”Regwrite” akan aktif. Hal lain jika melibatkan memori “lw” atau “sw” maka akan diberi sinyal kontrol ke ALU, yaitu “ALUSrc”. Desain single-cycle ini lebih dapat bekerja dengan baik dan benar tetapi cycle ini tidak efisien.

Multi-Cycle CUBerbeda dengan unit kontrol yang single-cycle, unit kontrol yang multi-cycle

lebih memiliki banyak fungsi. Dengan memperhatikan state dan opcode, fungsi boolean dari masing-masing output control line dapat ditentukan. Masing-masingnya akan menjadi fungsi dari 10 buah input logic. Jadi akan terdapat banyak fungsi boolean, dan masing-masingnya tidak sederhana. Pada cycle ini, sinyal kontrol tidak lagi ditentukan dengan melihat pada bit-bit instruksinya. Bit-bit opcode memberitahukan operasi apa yang selanjutnya akan dijalankan CPU; bukan instruksi cycle selanjutnya

Berdasarkan apa yang tertulis diatas adalah hasil kerja saya dan saya hanya mengambil titik sumber-sumber dari :

◊Wikipedia.org◊ Murni_rk.staff.gunadarma.ac.id◊ Google.co.id

Begitu kiranya yang dapat saya berikan kurang lebihnya mohon dimengerti, kepada website terkait saya ucapkan terimakasih

By: A.Marzuki