Materi 1Team Dosen

2006

EE-2623Mikroprosesor & Antarmuka

PendahuluanMikroprosesor telah menjadi bagian dari kehidupan modern,

hampir semua benda

elektronik berbasis

mikroprosesor

Aplikasi Mikroprosesor (µP)

HiburanSistem KendaliAlat rumah tanggaAlat perkantoranKendaraandll

Keunggulan mikroprosesorDibandingkan dengan implementasi menggunakan komponen diskrit:Lebih fleksibel (programable)Komponen lebih sedikit

Dibandingkan dengan implementasi softwareLebih cepat

SejarahSempoa Cina abad ke 10 sebelum MasehiEniac: 1943 Desimal 20 accumulator 10 digit 30 ton, 18000 tabung vacum,

daya 140 kW µP 4 bit: i4004 (1971) Hanya bisa add dan subµP 8 bit: i8008µP 16 bit: i8086/i8088/80286µP 32 bit I80386/80486/PentiumµP 64 bit AMD Athlon64

(R)Evolusi µP IntelName Date Transistors um Clock Memory Data width MIPS

8080 1974 6,000 6 2 MHz 64 kB 8 bits 0.64

8088 1979 29,000 3 5 MHz 1 MB16 bits

8-bit bus0.33

80286 1982 134,000 1.5 6 MHz 16 MB 16 bits 1

80386 1985 275,000 1.5 16 MHz 4 GB 32 bits 5

80486 1989 1,200,000 1 25 MHz 4 GB 32 bits 20

Pentium 1993 3,100,000 0.8 60 MHz 64 GB32 bits64-bit bus

100

Pentium II 1997 7,500,000 0.35 233 MHz 64 GB32 bits64-bit bus

~300

Pentium III 1999 9,500,000 0.25 450 MHz 64 GB32 bits64-bit bus

~510

Pentium 4 2000 42,000,000 0.18 1.5 GHz 64 GB32 bits64-bit bus

~1,700

Pentium 4 "Prescott"

2004 125,000,000 0.09 3.6 GHz 64 GB32 bits64-bit bus

~7,000

Core-i7 2009

Sistem Bilangan (Review TekDig)Desimal Biner Biner

8 bitBiner16 bit

Biner20 bit

Hexa Notasi Umum

59

255

1 k

32k

64 k

1 M

0011 1111 1111 1111

- 96

0111 1111 1111 1111 1111

3FF

Komponen Dasar Komputer : ALUALU (Arithmetic and Logic Unit)+ - x / or and xor notArithmetic biner pada komputer pada dasarnya

penjumlahan- adalah + menggunakan 2’s complementX adalah + dan geser kiri dilakukan berulang-ulang/ adalah – dan geser kanan

Operasi aritmetik memerlukan adder (FA & HA) dan register yang bisa digeser isinya (shift register)

FACarry in

Carry out

S1

A1B1

Sum = Carry-in xor A xor BCarry out = (A and B) or (Carry-in and B) or (Carry in and A)

A – B = A + B’ + 1 (Carry-in)

FACarry in

Carry out

S2

A2B2

FACarry in

Carry out

S3

A3B3

Model ALU Model Sis. Komp

A B

n n

+ - x / logic

Accumulator

Central Processing Unit

CPU

Memori I/O

BUS

Operasi ALUA + BAmbil A (memori)

ALUA (ALU) AccAmbil B (memori)

ALUA (Acc) ALUProses +Hasil Acc

A B

n n

+ - x / logic

Accumulator

ESCSSSDS

4321

CONTROL SYSTEM

AH ALBH BLCH CLDH DL

SPBPSIDI

OPERANDFLAGS

C-BUS

IP

ALU

INSTRUCTIONSTREAM

BYTEQUEUE

A- BUS

BIU

EU

Intel 8088

• ALU 16 bit• Accumulator

• 8 bit AL• 16 bit AX (AL+AH)

• Register data tambahan• BX Base• CX Counter• DX Data• SP Stack Pointer• BP Base Pointer• SI Source Index• DI Destination Index

Sign & Unsign NumberUnsign number adalah cara menyatakan

bilangan positif dengan menggunakan seluruh digit yang ada 8 bit (00000000 sd 11111111) menyatakan

bilangan 0 sd 255)16 bit (0000000000000000 sd

11111111111111) menyatakan bilangan 0 sd 65535

Sign number adalah cara menyatakan bilangan positif dan negatif dengan menggunakan bit MSB sebagai tanda + (0) dan – (1)8 bit (00000000 sd 01111111) menyatakan

bilangan 0 sd 127 dan (11111111 sd 10000000) menyatakan bilangan -1 sd -128

16 bit (0000000000000000 sd 01111111111111) menyatakan bilangan 0 sd 32767 dan (1111111111111111 sd 1000000000000000) menyatakan bilangan -1 sd -32768

Operasi Aritmetika dan Flag Hasil operasi aritmetik dan logic Berguna untuk memberi tahu instruksi

selanjutnya kondisi Execution Unit saat ini Zero, Carry, Overflow, Borrow, Aux. Carry

Zero

Zero adalah kondisi hasil operasi aritmetik dan logik yang menghasilkan 0

1 1 0 0 1 1 0 0

1 1 0 0 1 1 0 0 xor

0 0 0 0 0 0 0 0

CarryCarry adalah kondisi hasil penjumlahan yang

melebihi kapasitas register

1 1 1 1

1 1 0 0 1 1 0 0

1 1 0 0 1 1 0 0 +

1 0 0 1 1 0 0 0

FE

FE +

1 FC

Carry bit

BorrowBorrow adalah suatu kondisi hasil

pengurangan

1 0 1 0 0 1 1 0 0

1 1 0 0 1 1 0 0 -

1 0 0 0 0 0 0 0

Overflow

Overflow adalah kondisi yang terjadi saat penambahan dan pengurangan bilangan bertanda

1 1 1+76 0 1 0 0 1 1 0 0+68 0 1 0 0 0 1 0 0 +

+144 1 0 0 1 0 0 0 0

- (negatif)

Floating Point

S EXP exc127 Mantisa Biner

1 10000000 111000000000000000000000 - 1.111 x 21

0 10000010 000101000000000000000000 1000.101

0 01111111 000000100000000000000000 1.0000001

1 01111110 101010000000000000000000 -1.10101 2-1

0 00000000 00000000000000000000000 0.0

Reff

Tracing Instruksi

Address Code Command AX CS IP Z C V

0000 135B 0100 0 0 0

CS:0100 B8 FF FF MOV AX,FFFF FFFF 135B 0103 0 0 0

CS:0103CS:0103

05 01 0005 02 00

ADD AX,0001ADD AX,0002

00000001

135B135B

01060106

10

11

00

Tracing Instruksi

Address Code Command AX CS IP Z C V S

0000 135B 0100 0 0 0 0

CS:0100 B8 4C FF MOV AX,FF4C FF4C 135B 0103 0 0 0 0

CS:0103 2D CC FF SUB AX,FFCC FF80 135B 0106 0 1 0 1

Tracing Instruksi

Address Code Command AL CS IP Z C V A

00 135B 0100 0 0 0 0

CS:0100 B0 4C MOV AL,4C 4C 135B 0102 0 0 0 0

CS:0102 04 44 ADD AL,44 90 135B 0104 0 0 1 1