Dasar-dasar Dasar-dasar MikrokomputerMikrokomputer

Nama : Ronny Ikhsan Noor Kholis

No.Pokok : 07220025

Bab IV

4.5. Struktur sistem CPU secara 4.5. Struktur sistem CPU secara sederhanasederhana CPU atau Central Processing Unit adalah unit utama dalam

sistem komputer manapun

CPU umumnya berisi elemen-elemen penyimpanan (register), sirkit komputasi yang disebut ALU (Arithmetic and Logic Unit), sirkit penerjemah instruksi (Instruction decoder), dan bagian kontrol & pewaktuan(control and timing section)

Fungsi utama CPU adalah :1. Mengambil, menerjemahkan, dan menjalankan instruksi sesuai

urutan2. Mentranfer data ke/dari memory melalui input/output3. Merespon gangguan dari luar4. Menyediakan sinyal pewaktuan dan sinyal kontrol untuk

keseluruhan sistem

Arsitektur CPU secara sederhanaArsitektur CPU secara sederhana

4.5.1. ALU (4.5.1. ALU (Arithmetic and Logic UnitArithmetic and Logic Unit))

Berfungsi untuk melakukan operasi-operasi aritmatika dan logika seperti penjumlahan, shift, perbandingan, increment, decrement, negasi, AND, OR, XOR, complement, clear, dan preset

ALU terdiri dari Adder (penjumlah), Shifter (penggeser), dan status register

Adder dan Shifter bekerja menjalankan operasi arimatika dan logika. Hasil operasi ini kemudian di umpan balik ke accumulator melalui internal data bus

Sedangkan fungsi dari status register adalah untuk membuat keputusan (decision making) ketika hendak menjalankan instruksi selanjutnya.

4.5.2. Bagian Kontrol dan Pewaktuan4.5.2. Bagian Kontrol dan Pewaktuan• Bagian ini berfungsi untuk menjalankan mikroprogram

yang telah diterjemahkan oleh penerjemah instruksi (instruction decoder)

• Bagian kontrol dan pewaktuan adalah bagian yang paling kompleks dalam CPU. Hal ini dikarenakan bagian inilah yang mempengaruhi dan mengatur urutan-urutan kejadian dalam CPU dan seluruh sistem mikrokomputer

4.5.3. Program counter4.5.3. Program counter Merupakan sebuah register 16-bit yang berfungsi untuk

menyimpan alamat (address) instruksi selanjutnya yang akan diambil dari memory.

4.5.4. Penerjemah Instruksi (instruction 4.5.4. Penerjemah Instruksi (instruction decoder)decoder)

Berfungsi untuk menginterpretasikan op code/ instruksi yang telah disimpan di register instruksi, untuk kemudian diteruskan ke bagian kontrol dan pewaktuan.

Catatan : Struktur CPU pada gambar 4.7 adalah struktur CPU dalam bentuk yang sederhana. Sebagian besar CPU memiliki lebih banyak register-register 8-bit dan 16-bit

4.6. Operasi Mikrokomputer4.6. Operasi Mikrokomputer Untuk memberikan perintah penambahan tiga angka, misalnya

1010+510+1810=3310, kita dapat menuliskan progam dengan urutan sebagai berikut :

Instruksi 1 LOAD angka pertama (1010) ke dalam CPUInstruksi 2 ADD angka kedua (510) ke angka pertamaInstruksi 3 ADD angka ketiga (1810) ke hasil penjumlahan kedua angka sebelumnyaInstruksi 4 STORE hasil penjumlahan (3310) ke lokasi memory data 200016

Instruksi-instruksi di atas dalam diagram memory ditunjukan pada gambar program segment mikrokomputer (slide selanjutnya)

Instruksi mikroprosesor terdiri dari dua bagian, yaitu operation dan operand

Program MemoryProgram MemoryAlamat (Hexa) Isi (Hexa)

0000 86

0001 0A

0002 8B

0003 05

0004 8B

0005 12

0006 B7

0007 20

0008 00

Alamat (Hexa) Isi (Hexa)

2000

2001

2002

Data MemoryData Memory

Instruksi 1 - LOAD

Instruksi 3 - ADD

Instruksi 2 - ADD

Instruksi 4 - STORE

Instruksi 1 (LOAD)Instruksi 1 (LOAD) Instruksi pertama pada program tersebut di mulai pada alamat

0000H Instruksi ini (LOAD angka 0AH) membutuhkan 2 byte memory.

Byte pertama (LOAD=86H=100001102) merupakan bagian operation dari instruksi, sedangkan byte kedua (1010=0AH=000010102) merupakan bagian operand. (Gambar 4.10)

Instruksi ini memerintahkan agar isi dari memory dengan alamat 0001H dimuat ke dalam accumulator, menggantikan nilai sebelumnya yang ada di accumulator (jika ada)

Instruksi 2 (ADD)Instruksi 2 (ADD) Instruksi ADD (kode operasi 8BH=100010112) Instruksi ini memerintahkan agar isi dari memory dengan alamat

0003H, yaitu 0AH=000001012, ditambahkan dengan isi dari accumulator (000010102). Sehingga menghasilkan 000011112

tersimpan di accumulator

Instruksi 3 (ADD)Instruksi 3 (ADD) Instruksi ini memerintahkan agar isi memory dengan alamat

0005H, yaitu 000100102, ditambahkan dengan isi dari accumulator, yaitu 000011112. Sehingga terjadi proses 000100102+000011112=001000012. Hasil penjumlahan ini tersimpan di accumulator

Instruksi 4 (STORE)Instruksi 4 (STORE) Instruksi ini memerintahkan agar isi dari accumulator dipindahkan

dan disimpan di data memory dengan alamat 2000H. Dapat dilihat di gambar 4.10, bahwa lokasi penyimpanan terdiri dari 2 byte (lokasi 0007H dan 0008H). Sedangkan op code untuk perintah STORE (B7H) ada di program memory dengan alamat 0006H