CONTROL UNIT
CONTROL UNIT Bagian dari komputer yang menggenerasi signal yang mengontrol operasi komputer. Tugas Control Unit adalah mengontrol sisklus Mesin Von Neumann : 1. Menjemput instruksi berikutnya yang akan dijalankan dari memori, menempatkannya dalam register instruksi (IR) dan menambahkan (Increment) PC untuk menunjukkan atau mengarahkan ke instruksi beikutnya yang ada dalam memori, 2. Mendekode dan menjalankan instriksi yang baru saja dijemput.
von Neumann/Turing Konsep: Stored Program Computer Main memory: menyimpan program dan data ALU: mengerjakan operasi data biner Control unit: interpretasi instruksi dari memory dan meng-eksekusi Peratan Input/output dikendailkan oleh control unit Princeton Institute for Advanced Studies IAS Selesai dibuat 1952
Structure Mesin von Nuemann Arithmetic and Logic Unit Input Output t Main Equipment Memory Program Control Unit
Headline Mendefinisikan elemen dasar prosesor Mendiskripsikan operasi mikro yang harus dilakukan prosesor Menentukan fungsi Control Unit yang harus dilakukan prosesor
Elemen Dasar Prosesor ALU :elemen komputer paling dasar Register :menyimpan data (informasi status program, memori, register dan modul I/O) Internal Data Path :memindahkan data antar register dan antara register dan ALU External Data Path :menghubungkan register ke memori dan modul I/O dan terkadang dengan bus sistem Control Unit :menyebabkan operasi dalam CPU
Prosesor: Control & Datapath Computer Processor (active) Control ( brain ) Datapath th ( brawn ) Memory (passive) (where programs, data live when running) Devices Input Output
Review: Organisasi Prosesor (Single-bus) Control lines Memory bus Address lines Data lines PC MAR MDR Instruction Decoder IR R0 Control Unit ALU control lines Add Sub XOR Y ALU Carry-in R(n-1) Datapath Unit Z TEMP
A Simple Computer & its Control Unit
A Simple Computer & its Control Unit
Instruction Micro-Operations A computer executes a program of instructions (or instruction ti cycles) Each instruction cycle has a number to steps or phases: Fetch, Indirect (if specified), Execute, Interrupt (if requested) These can be seen as micro-operations Setiap langkah melakukan operasi tertentu Operasi Atomic pada CPU
Elemen dalam eksekusi Program
Tipe Operasi Mikro Transfer data between registers Transfer data from register to external Transfer data from external to register Perform arithmetic or logical ops
FUNGSI CONTROL UNIT 1. Sequencing (mengurutkan operasi) Membuat sejumlah operasi CPU akan melalui urutan operasi tertentu 2. Mengeksekusi Membuat kinerja setiap operasi mikro selesai dengan menggunakan sinyal kontrol tertentu t t
JENIS SINYAL KONTROL Clock (satu instruksi operasi mikro persiklus clock) Instruction Register (Opcode setiap instruksi dan menentukan instuksi mikro yang akan dilakukan) Flags (Menunjukkan status CPU dan hasil dari operasi sebelumnya) Kontrol BUS (Interupsi dan Sinyal Ak Acknowledgment) ld Ouput dalam CPU (Pergerakan Data dan Mengaktifkan fungsi Tertentu) Melalui Kontrol BUS (Ke memori dan Ke I/O)
Flowchart for Instruction Cycle
JENIS CONTROL UNIT 1. Control Unit Microprogrammed Untuk menggenerasi signal kontrol dengan cara membaca dan mengeluarkan atau mengalirkan mikroinstruksi. 2. Control Unit Konvensional /Hard-Wired Untuk menggenerasi signal kontrol. Digunakan pada komputer berkinerja tinggi (super komputer) dan RISC Komputer Mainframe sering menggunakannya untuk aritmetik, logika dan shift sederhana dan instruksi akses memori. CU Konvensional menghasilkan suatu rangkaian mirointruksi. Perbedaannya dengan CU Microprogrammed terletak pada gerbang logikanya menggenerasi semua mikroorder sehingga eksekusinya lebih cepat.
CONTROL UNIT MICROPROGRAMMED Terbagi 2 yaitu : 1. Control Vertikal Jenis implementasi dimana signal kontrol di kode ke dalam pada bit, kemudian digunakan setelah dikode. 2. Control Horizontal Control dimana setiap bit kontrol mengatur 1 operasi gate atau mesin.
KOMPONEN-KOMPONEN POKOK CONTROL UNIT MICROPROGRAMMED 1. Instruction Register Menyimpan instruksi register mesin yang dijalankan. 2. Control Store berisi microprogrammed Untuk semua instruksi mesin. Untuk startup mesin. Untuk memprosesan interupt 3. Address Computing Circuiting Menentukan alamat Control Store dari mikroinstruksi berikutnya yang akan dijalankan.
4. Microprogrammed Counter Menyimpan alamat dari mikroinstruksi berikutnya. 5. Microinstruction Buffer Menyimpan mikroinstruksi tersebut selama dieksekusi. 6. Microinstruction Decoder Menghasilkan dan mengeluarkan mikroorder yang didasarkan pada mikroinstruksi dan opcode instruksi yang akan dijalankan