26 Pag
e
26
BAB 2 HARDWIRE CONTROL UNIT.
2.1 Definisi
Hardwire control junit terdiri atas kumpulan sirkuit kombinasional yang membangkitkan sinyal control. Diagram blok HCU dan prinsip kerja HCU akan digambarkan pada gambar
dibawah ini Gambar 6.10 dan 6.11. Setiap baris vertical merepresentasikan suatu instruksi. Setiap baris horizontal merepresentasikan suatu rangkaian pulsa pewaktuan.
Gambar 6.10 Diagram blok HCU Pulsa- pulsa pewaktuan T1, T2, T3 dan lain-lain mempunyai waktu tunda tertentu. Mereka
digunakan sebagai sinyal referensi pewaktuan. Pada suatu instruksi, mikrooperasi- mikrooperasi uang diperlukan adalah urutan waktu yang menggunakan pulsa- pulsa pewaktuan. Misalnya untuk
operasi LDA jika dibaca dari memori, dilakukan oleh T1, penyimpanan pada memori dapat dilakukan pada T2. Kombinasi sinyal LDA dan T1 dapat digunakan sebagai sinyal control untuk
pembacaan dari memori. Sinyal kombinasi lainnya dari LDA dan T2 dapat digunakan sebaga
Tujuan
1 Memahami pengertian Hardwire Control Unit
2 Memahami keuntungan dan kekurangan Hardwire Control Unit
27 Pag
e
27
sinyal control untuk penyimpanan pada akumulator. Gambar 6.12 menunjukkan bagaimana dua gerbang membangkitkan dua sinyal control selama eksekusi instruksi LDA. Konsep ini digunakan
untuk pembangkitan semua sinyal control. Untuk pembangkitan beberapa sinyal control, digunakan status dari flag CPU. Misalnya, untuk instruksi JZlompat jika akumulator nol, zero
flag digunakan bersama T1 dan JZ seperti yang ditunjukkan pada Gambar 6.13. Sinyal control dibangkitkan jika zero flag=1.
HCU mempunyai sirkuit untuk : 1.
Mengidentifikasi instruksi dari opcode dan membangkitkan sinyal relevan seperti ADD, NOOP, HALT, dan lain- lain. Pada suatu waktu tertent, ada salah satu sinyal dari
opcode yang aktif dan yang lainnya tidak aktif. 2.
Mempertahankan menjaga referensi waktu dengan membangkitkan serangkaian pulsa- pulsa pewaktuan.
3. Membangkitkan sekumpulan sinyal- sinyal control sesuai mikrooperasi yang akan
dikerjakan untuk instruksi yang ada saat itu pada interval waktu yang tepat. 4.
Setelah penyelesaian eksekusi dari suatu instruksi, perlu pembangkitan sinyal control untuk pengambilan instruksi berikutnya.
5. Penanganan special sequence seperti reset sequence, interrupt sequence dan
penanganan keadaan abnormal.
28 Pag
e
28
Gambar 6.11 Prinsip dasar HCU
Gambar 6.12 Pembangkitan sinyal control untuk instruksi LDA
Gambar 6.13 pembangkitan sinyal control untuk instruksi JZ.
Pada gambar 6.14 diberikan diagaram blok detaol HCU Organisaisi HCU. Opcode merupakan masukan utama pada unit control ke opcode decoder. Decoder adalah suatu sirkuit
kombinasional dengan n masukan dan 2
n
keluaran. Pada satu waktu tertentu, hanya ada satu keluaran aktif. Keluaran yang aktif menentukan kombinasi sinyal- sinyal control. Opcode decoder
menganalisis pola opcode saat itu. Jika instruksi yang dibaca adalah ADD, maka keluaran ADD dari opcode decoder yang aktif dan yang lainnya tidak aktif. Sinyal ADD menuju kebeberapa
gerbang dalam sirkuit kombinasional. Selama computer dalam keadaan hidup power on, clock dibangkitkan secara kontinu apapun yang terjadi dalam computer. Bahkan bila CPU dalam
keadaan HALT, sinyal clock tetap dibangkitkan.
29 Pag
e
29
Gambar 6.14 Organisasi HCU
Gambar 6.15 Pembangkitan sinyal pewaktuan
Gambar 6.16 pencacah lingkar Pencacah urut pada dasarnya adalah sebuah pencacah naik. Isinya dinaikkan
increment pada setiap sinyal clock. Ketika cacahan mencapai nilai akhir, dia di-reset ke nol oleh clock berikutnya. Dengan pencacah urut dua bit, berarti status cacahan adalah, 00, 01, 10, 11, 00
30 Pag
e
30
dan seterusnya. Keluaran pencacah urut diterjemahkan sandinya oleh timing decoder. Setiap sinyal pewaktuan T1, T2, T3 dan T4 adalah sbeuah bentuk gelombang periodic karena bentuknya yang
repetitif. Dimungkinkan menggunakan sebuah pencacah lingkar Gambar 6.16 mempunyai proteksi ‘1’ yang bergerak dari satu posisi bit ke posisi berikutnya bila sinyal clock dating. Gambar
6.17 a-g menunjukkan beberapa contoh kasus sirkuit kombinasional yang dibutuhkan untuk pembangkitan berbagai sinyal control. Flip- flop F dan E menunjukkan apakah CPU berada dalam
fase pengambilan instruksi atau fase eksekusi instruksi dari suatu siklus instruksi. Jika keduanya reset, artinya prosesor tidak bekerja siklus instrkuksi tidak dilaksanakan. Sebuah analisis hati-
hati dari Gambar 6.17 menunjukkan bahwa gerbang tertentu dapat dieliminasi dengan menggabungkan sirkuit- sirkuit dari instruksi berbeda.
Gambar 6.17 a HCU : pembangkitan sinyal- sinyal control
Gambar 6.17 b HCU : pembangkitan sinyal- sinyal control
31 Pag
e
31
Gambar 6.17 c Penyederhanaan gerbang untuk pembangkitan sinyal control
Gambar 6.18 Kontrol PC vector reset tidak diperlihatkan.
2.2 Keuntungan Hardwire Control Unit