UNIT CONTROL Pendahuluan Eksekusi instruksi melibatkan rangkaian sublangkah

UNIT CONTROL

Pendahuluan Eksekusi instruksi melibatkan rangkaian sub-langkah yg disebut siklus. Setiap siklus terdiri atas rangkaian operasi fundamental yg disebut operasi mikro. Unit Kontrol memiliki 2 tugas: Membuat processor melakukan operasi mikro pada urutan yg sesuai yg ditentukan oleh program Menghasilkan sinyal kontrol yg menyebabkan setiap operasi mikro bisa dieksekusi Sinyal kontrol yg dihasilkan oleh unit kontrol akan mempengaruhi logic gate shg data dapat berpindah. Teknik untuk menerapkan unit kontrol dapat dilakukan sebagai implementasi Hardwire atau implementasi Termikroprogram

Operasi Mikro Setiap satu instruksi dapat dianggap sbg susunan sejumlah satuan siklus yg lebih kecil, misal (Fetch–execute di pipeline). Setiap satuan siklus kecil tersebut terdiri dari langkah 2 operasi mikro Kata mikro mengacu pada fakta bahwa tiap langkah adalah sederhana dan akan menyelesaikan operasi terkecil Operasi mikro merupakan operasi prosessor yang fungsional dan atomic.

Kontrol Prosessor Definisi fungsional dari tentang apa yang dilakukan oleh unit kontrol adalah: Pengurutan: unit kontrol menyebabkan prosessor menuju sejumlah operasi mikro dalam urutan yg benar berdasarkan pada program yang sedang dieksekusi Eksekusi: Unit kontrol menyebabkan setiap operasi mikro dilakukan Cara unit kontrol beroperasi yaitu dengan menggunakan sinyal-sinyal kontrol

Sinyal Kontrol Spesifikasi eksternal: Dalam melaksanakan fungsinya, Unit Kontrol harus memiliki input yg memungkinkan untuk mengetahui status sistem dan memiliki output yg dapat mengatur prilaku sistem Spesifikasi internal: Unit kontrol harus memiliki logika yg diperlukan untuk membentuk fungsi pengurutan dan fungsi eksekusinya Elemen 2 sinyal kontrol: Sinyal yg mengaktivasi fungsi-fungsi ALU Sinyal yg mengaktivasi alur-alur data Sinyal pd bus sistem eksternal atau interface lainnya

Model Unit Kontrol Register Instruksi Sinyal Kontrol dalam CPU Flag Unit Kontrol Sinyal Kontrol dari bus sistem Clock Sinyal Kontrol pd bus sistem Bus Kontrol

Input Unit Kontrol Unit kontrol mempunyai beberapa input, diantaranya: Clock: berfungsi untuk sinkronisasi operasi antar komponen Flag: flag-flag ini diperlukan unit kontrol untuk mengetahui status CPU. Flag diset ALU sebagai hasil dari suatu operasi, misalnya: overflow flag, diset 1 bila hasil komputasi melampaui panjang register tempat flag disimpan. Instruction register: menggunakan opcode untuk menentukan operasi mikro yang akan dilakukan selama siklus eksekusi Sinyal kontrol dari ”bus control”: memberi jalur ke unit kontrol untuk sinyal-sinyal tertentu, seperti sinyal interrupt dan sinyal acknowledgment

Output Sinyal Kontrol 1. Sinyal kontrol di dalam CPU (control signals within CPU): output unit kontrol terdiri dari dua macam sinyal, yaitu: Sinyal-sinyal yang dapat mengaktifkan fungsi ALU yang spesifik sinyal-sinyal yang menyebabkan perpindahan data antar register 2. Sinyal kontrol ke ”bus control” juga terdiri atas 2 sinyal, yaitu. sinyal kontrol ke memori sinyal kontrol ke modul-modul I/O

Implementasi Unit Kontrol Implementasi Hardwired Implementasi Microprogrammed

Implementasi Hardwired Unit kontrol merupakan rangkaian kombinatorial. Sinyal-sinyal logika inputnya akan didekodekan menjadi sinyal-sinyal logika output, yang merupakan sinyal-sinyal kontrol ke sistem komputer. Sinyal-sinyal input tersebut, seperti clock, flag, register instruction, dan sinyal kontrol merupakan input bagi unit kontrol untuk mengetahui status komputer. Sinyal keluaran yang dihasilkan akan mengendalikan sistem kerja komputer. N buah input biner akan menghasilkan 2 N output biner. Setiap instruksi memiliki opcode yang berbeda. Opcode yang berbeda dalam instruksi akan menghasilkan sinyal kontrol yang berbeda pula. Pewaktu unit kontrol mengeluarkan rangkaian pulsa yang periodik. Pulsa waktu ini digunakan untuk mengukur durasi setiap operasi mikro yang dijalankan CPU, intinya digunakan untuk sinkronisasi kerja masing-masing bagian.

Implementasi Hardwired. . . Masalah dalam Merancang Implementasi Hardwired: Memiliki kompleksitas dalam pengurutan dan operasi mikronya Sulit didesain dan dilakukan pengetesan Tidak fleksibel Sulit untuk menambahkan instruksi baru

Implementasi Microprogrammed Implementasi yang paling reliabel saat ini adalah implementasi microprogrammed. Unit kontrol memerlukan sebuah memori untuk menyimpan program kontrolnya. Fungsi–fungsi pengontrolan dilakukan berdasarkan program kontrol yang tersimpan pada unit kontrol. Selain itu, fungsi–fungsi pengontrolan tidak berdasarkan dekode dari input unit kontrol lagi. Teknik ini dapat menjawab kesulitan–kesulitan yang ditemui dalam implementasi hardwired.

Unit Kontrol Termikroprogram Set instruksi mikro disimpan didalam memori kontrol Register alamat kontrol berisi alamat instruksi mikro berikut yg akan dibaca Ketika instruksi mikro dibaca dari memori kontrol, instruksi tersebut dipindahkan ke register buffer kontrol Sequence logic memuatkan register alamat kontrol dan mengelarkan instruksi read

Kelebihan dan Kekurangan pada unit Kontrol Termikroprogram Kelebihan: Dapat menyederhanakan perancangan unit kontrol Lebih murah dan lebih sedikit kesalahan yg bisa terjadi pada saat implementasi Penerapan Sequence Logic dan Dekoder merupakan bagian logika yg mudah daripada unit kontrol hardwire yg merupakan circuit logic yg sangat kompleks. Kekurangan Unit Termikroprogram akan lebih lambat daripada unit hardwired Teknik ini banyak pada CISC dan unit kontrol hardwired lebih digunakan pada RISC

Eksekusi Instruksi Mikro Pada dasarnya eksekusi ini adalah untuk menghasilkan sinyal-sinyal kontrol Sebagian sinyal tersebut menuju ke dalam CPU dan sebagian lagi ke bus kontrol eksternal atau antarmuka eksternal lainnya

end of slide