DESAIN RANCANGAN ALGORITMA DAN ARSITEKTUR DARI MODEL RANCANGAN PROSESOR TERTANAM HEYRMAN MENGGUNAKAN PERANGKAT LUNAK SYNDEX6.8.

Transkripsi

1 DESAIN RANCANGAN ALGORITMA DAN ARSITEKTUR DARI MODEL RANCANGAN PROSESOR TERTANAM HEYRMAN MENGGUNAKAN PERANGKAT LUNAK SYNDEX6.8.5 CAD Sri Cahyo Kasihono, Mahasiswa Sarjana Strata Satu (S1) Jurusan Sistem Komputer, Fakultas Ilmu Komputer Universitas Gunadarma ABSTRAK Pada tahun 2005 Barthelemy Heyrman (Universitas Bourgogne Prancis) melakukan penelitian dan menghasilkan suatu model rancangan prosesor tertanam yang menekankan skalabilitas, fleksibilitas dan performa yang tinggi. Pada skripsi ini, penulis membuat dan membahas bagaimana rancangan algoritma dan arsitektur dari model rancangan Heyrman hingga mendapatkan suatu skrip program berupa file m4 dan m4x menggunakan perangkat lunak SynDEx CAD yang pada akhirnya digunakan dalam pembuatan chip. Kata Kunci : Heyrman, Algoritma, Arsitektur, SynDEx PENDAHULUAN Rancangan algoritma Heyrman ini membagi data dengan kemampuan bus hingga mencapai 4096 byte, dalam hal ini berupa gambar ke dalam beberapa prosesor elemen yang memiliki jalur bus 64 byte menggunakan bantuan perangkat lunak SynDEx CAD yang hasil akhirnya berupa kode yang telah digenerate dari rancangan hubungan algoritma dan arsitektur tersebut. Penulis membuat rancangan 1

2 algoritma berupa proses multiplekser, proses pembagian data pada 8 prosesor elemen, proses pengolahan data pada prosesor elemen dan proses penyatuan data pada memori. Sedangkan perancangan arsitektur terdiri dari rancangan media transmisi, arsitektur pada setiap prosesor elemen dan arsitektur utama untuk proses lainnya selain prosesor elemen. Ketika ada data, maka data tersebut akan diteruskan pada proses pembagian data untuk 8 prosesor elemen yang datanya sama besar. Pada prosesor elemen akan dilakukan penambahan delay yang berbeda-beda untuk setiap prosesor elemen dengan maksud agar data tidak memasuki memori secara bersamaan. Maka data masuk memori dengan ukuran yang kecil dan tidak dalam waktu yang bersamaan. Setelah algoritma dan arsitektur dapat berjalan secara real-time maka akan mendapatkan kode program berupa file m4 dan m4x dengan cara generate code pada SynDEx, kode hasil generate inilah yang nantinya akan digunakan dalam pembuatan chip (Multi-Processor System on Chip). RUMUSAN MASALAH Bagaiman pembuatan skrip program rancang algoritma dan arsitektur dari model rancangan Heyrman untuk dapat menyimpan data pada memori dalam waktu yang singkat sehingga tidak terjadi kemacetan pada sistem. TINJAUAN PUSTAKA General pupose prosesor adalah prosesor yang dapat mengerjakan segala macam pekerjaan dan dapat melakukan proses dengan perangkat pendukung seperti pada CPU (Central Procesing Unit). Spesifik purpose prosesor adalah prosesor yang hanya dapat melakukan satu macam pekerjaan saja. Prosesor paralel adalah metode komputasi yang membagi beban kedalam beberapa bagian kecil sub proses kompulasi dimana sub komputasi dijalankan pada prosesor yang berbeda secara bersamaan dan saling berinteraksi satu dengan yang lain untuk menyelesaikan masalah komputasi. Multi prosesor yaitu sistem dengan prosesor jamak yang 2

3 identik yang dapat memilih proses apa saja yang akan dijalankan dari ready queue jadi dapat dikatakan independen tetapi prosesor harus di synchonize agar prosesor tidak saling berebut mengeksekusi proses yang sama. Untuk aplikasi pada penulisan ini mengunakan Aplikasi real time yaitu aplikasi yang memiliki dibatasi oleh rentang waktu dan memiliki tenggat waktu (deadline) yang jelas dengan respon yang cepat dan ketepatan pelaksanaan instruksi / tugas. Pada mulanya oleh Heyrman pemodelan mengunakan C++ mengunakan library dari VHDL. VHDL menterjemahkan model arsitektur sistem C yang sedang berjalan. Kode VHDL tersebut akan diterapkan dalam 0,35µm CMOS, proses mengunakan perangkat lunak Menthor Graphics. Sedangkan dalam penulisan ini dalam pembuatan algoritma dan arsitektur menggunakan perangkat lunak SynDEx CAD dengan fitur yang dimiliki antara lain : Aplikasi algoritma sebagai directed acyclik graph (dag). Multikomponen arsitektur (programable dan nonprogramable). Spesifikasi karateristik algoritma, real-time, distribusi dan penjadwalan. Algoritma multikomponen (manual atau otomatis). Visualisasi dari diagram waktu yang disimulasikan secara realtime. PERANCANGAN DAN PENJELASAN Penjelaskan bagaimana pembuatan rancangan simulasi dari prosesor paralel dalam menyelesaikan komputasi berupa pengolahan image yang hasilnya disimpan pada register memori yang merupakan model rancangan arsitektur jaringan multiprosesor tertanam yang dikembangkan oleh heyrman pada tahun

4 Gambar 1 Model Arsitektur Jaringan Multiprosesor Tertanam [Heyrman 2005] Algoritma Rancangan Prosesor Paralel Gambar 3 Kondisi i=0 dan i=8 Blok jaringan merupakan blok yang bertugas membagi pekerjaan dalam hal ini adalah data kepada setiap prosesor elemen (8 prosesor elemen) dengan jumlah dan kapasitas yang sama melalui koneksi TCP. MASUK AN (IMAGE / MEMOR KONDIS I JARING AN KELUAR AN (MEMORI ) REGIST ER Gambar 2 Blok Algoritma Rancangan Prosesor Paralel PROSES OR ELEME N Blok masukan terdiri dari dua masukan yaitu masukan yang berasal dari memori dan masukan berupa image, masukan berupa image memiliki prioritas utama. Blok kondisi terdiri dari 2 kondisi yaitu ketika tidak terdapat data pada port i (i=0) maka data pada port bus akan diteruskan dan kondisi ketika pada port i terdapat data (i=8) maka data akan diteruskan ke blok selanjutnya. Gambar 4 Algoritma Fungsi Terminal Gambar 5 Algoritma Fungsi Divnetwork Blok prosesor elemen merupakan tempat pemprosesan sub bagian data sebelum masuk memori, pada bagian ini hanya menambahkan waktu tunda (delay) dengan maksud agar keluaran data dari prosesor elemen tidak 4

5 bersamaan sehingga ketika data masuk memori tidak secara bersamaan. Gambar 8 Window Definisi Utama Algoritma Gambar 6 Algoritma Fungsi Processor Blog register merupakan tempat sementara data dikumpulkan dan disatukan dari setiap keluaran prosesor elemen sebelum data yang telah lengkap disimpan pada memori tetap yang bersifat non-volatil. Gambar 7 Algoritma Fungsi Register Blok keluaran adalah merupakan memori utama dimana data akan disimpan bersifat non-volatil. Algoritma utama dimana tempat menyatukan seluruh bagian blok sehingga dapat saling terhubung untuk dapat berkomunikasi dalam tujuan penyimpanan data. Arsitektur Rancangan Prosesor Paralel Operator Utama Gambar 9 Blok Arsitektur Rancangan Prosesor Paralel Blok operator merupakan blok dimana algoritma akan ditempatkan pada sebuah rancangan arsitektur untuk menghasilkan kode dalam bentuk file m4. Blok komunikasi sebagai media penghubung untuk berkomunikasi antar operator arsitektur yang telah ditambahkan algoritma. Arsitektur utama merupakan window arsitektur utama dimana operator dan media komunikasi berada untuk dapat saling berhubungan melakukan komunikasi. Media Komunikasi Operator 5

6 arsitektur untuk menjelaskan hubungan antara algoritma dengan arsitektur. Gambar 10 Window Utama Arsitektur Komponen Perangkat Lunak Komponen perangkat lunak menghubungkan algoritma dan arsitektur yang telah dibuat dengan kata lain menempatkan algoritma yang dibuat ke model arsitektur yang telah dirancang. Gambar 12 Algoritma Interupsi PE8 Warna kuning sebagai algoritma interupsi, warna hijau sebagai algoritma pendahulu/predecessors dan media komunikasi pendahulu, warna merah sebagai algoritma hasil/sucessors dan media komunikasi. Pembuatan Kode Dari Rancangan Gambar 11 Algoritma Utama Dengan Tambahan Komponen Perangkat Lunak Simulasi Algoritma Pada Arsitektur Diagram real-time dari simulasi algoritma yang dijalankan pada Pembuatan kode (m4 dan m4x) dengan cara melakukan generate code merupakan hasil akhir dari penulisan ini yang akan digunakan dalam pembuatan chip dengan cara melakukan konversi ke bahasa VHDL untuk pembuatan Multi- Processor System on Chip (MPSOC). 6

7 KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Berdasarkan pada penelitian ini waktu yang dibutuhkan dalam penyimpanan data dengan ukuran 4096 byte selama 8 detik, dengan ini hasil yang dicapai telah sesuai dengan teori yang diungkapkan oleh Heyrman maka dengan ini perangkat lunak SynDEx dapat digunakan dalam mendesain model rancangan Heyrman ini dengan baik hingga melakukan generate untuk mendapatkan kode program berupa file m4 dan m4x yang dapat digunakan untuk pengembangan peneliti berikutnya dalam bidang Multi-Processor System on Chip (MPSoC). Saran pada prosesor elemen diharapkan tidak hanya sebatas penambahan delay tetapi dapat menambahkan proses lainnya seperti masukan dari luar prosesor elemen sehingga data tidak hanya disimpan tetapi dapat dilakukan pemprosesan oleh pengguna. DAFTAR PUSTAKA Abdurohman, Maman, ST. MT, Organisasi & Arsitektur Komputer, Informatika, Jakarta, 2008 Inria Rocquencourt Research Unit, 16 Desember 2008 Inria Rocquencourt Research Unit, 16 Desember 2008 Agar dalam penelitian berikutnya dapat menggunakan lebih banyak prosesor elemen sehingga kecepatan dalam menyimpan data dapat lebih ditingkatkan lagi karena pada penelitian ini hanya menggunakan 8 prosesor elemen. Proses yang terjadi Dr. Wibowo, Eri Prasetyo, nload/files/7722/bart_real_time_ima ging.pdf, 27 Januari

8 Wikimedia Foundation, inc, 11 Februari stemoperasi/2004/51/produk/sistemo perasic 39.html, 11 Februari Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia, ta/ , 11 Februari Ratnasari, Lilis, ST, Download/files/6808/REAL+TIME+ MULTITASKING.doc, 11 Februari