Presentasi sedang didownload. Silahkan tunggu

Presentasi sedang didownload. Silahkan tunggu

::. MATA KULIAH MIKROPROSESSOR.:: 1 :: SAP - 1 :: TEORI, IMPLEMENTASI & APLIKASI []

Presentasi serupa


Presentasi berjudul: "::. MATA KULIAH MIKROPROSESSOR.:: 1 :: SAP - 1 :: TEORI, IMPLEMENTASI & APLIKASI []"— Transcript presentasi:

1 ::. MATA KULIAH MIKROPROSESSOR.:: 1 :: SAP - 1 :: TEORI, IMPLEMENTASI & APLIKASI []

2 ::. MATA KULIAH MIKROPROSESSOR.:: 2 Komputer SAP Perancangan komputer SAP bertujuan untuk memperkenalkan semua ide penting dibalik operasi komputer tanpa harus tenggelam dalam kerumitan yang tidak perlu. Meski sederhana, SAP sudah mengandung banyak konsep yang lanjut. SAP-1 merupakan tahap pertama dari evolusi ke arah prngembangan komputer modern.

3 ::. MATA KULIAH MIKROPROSESSOR.:: 3 PC MAR RAM IR CON A ADD B O D Cp CLK CLR Ep CLK CLR CLK 12 CLK CLR CLK Bus W ARSITEKTUR SAP-1 PC Bagian unit kendali yang mencacah dari 0000 – 1111 Mengirimkan ke memori alamat, instruksi berikutnya yang akan diambil dan dilaksanakan. Direset ke 0000 sebelum program dijalankan 0000  Instruksi pertama 0001  Instruksi kedua 0010  Instruksi ketiga dst

4 ::. MATA KULIAH MIKROPROSESSOR.:: 4 PC MAR RAM IR CON A ADD B O D Cp CLK CLR Ep CLK CLR CLK 12 CLK CLR CLK Bus W ARSITEKTUR SAP-1 MAR Register yang menyimpan sementara alamat memori untuk dikirimkan ke RAM RAM –TTL statik 16 x 8 untuk menyimpan program dan data. –Menerima alamat 4 bit dari MAR dan operasi membaca dilakukan.

5 ::. MATA KULIAH MIKROPROSESSOR.:: 5 PC MAR RAM IR CON A ADD B O D Cp CLK CLR Ep CLK CLR CLK 12 CLK CLR CLK Bus W ARSITEKTUR SAP-1 IR Bagian unit kendali untuk mengambil sebuah instruksi dari memori. Isi lokasi memori yang ditunjuk ditempatkan pada bus W dan pada tepi positif, IR mulai pengisian Isi IR dibagi 2 Nibble : Nibble Atas : ke pengendali / Pengurut Nibble Bawah : dikirim ke bus W

6 ::. MATA KULIAH MIKROPROSESSOR.:: 6 PC MAR RAM IR CON A ADD B O D Cp CLK CLR Ep CLK CLR CLK 12 CLK CLR CLK Bus W ARSITEKTUR SAP-1 Pengendali / Pengurut Sebelum komputer bekerja, CLR dikirim ke PC dan CLR ke IR (Instruksi terakhir dihapus) CLK dikirim ke semua register buffer untuk sinkronisasi operasi komp. CLK ke PC untuk menjamin PC telah menyiapkan alamat berikutnya. Mengeluarkan 12 bit sinyal kendali

7 ::. MATA KULIAH MIKROPROSESSOR.:: 7 PC MAR RAM IR CON A ADD B O D Cp CLK CLR Ep CLK CLR CLK 12 CLK CLR CLK Bus W ARSITEKTUR SAP-1 Accumulator Buffer yang menyimpan jawaban sementara selama beroperasi. Keluaran 2-state ke ADDER Keluaran 3-state ke Bus W Bila tinggi, maka terus menerus menggerakkan ADDER

8 ::. MATA KULIAH MIKROPROSESSOR.:: 8 PC MAR RAM IR CON A ADD B O D Cp CLK CLR Ep CLK CLR CLK 12 CLK CLR CLK Bus W ARSITEKTUR SAP-1 Penjumlah - Pengurang SAP-1 mempunyai sebuah Penjumlah – Pengurang komplemen 2. Su rendah, keluaran: S=A+B Su tinggi, keluaran : S=A-B Rangkaian Penjumlah – Pengurang bersifat Asinkron Bila tinggi, maka keluaran penjumlah-pengurang muncul pada bus W.

9 ::. MATA KULIAH MIKROPROSESSOR.:: 9 PC MAR RAM IR CON A ADD B O D Cp CLK CLR Ep CLK CLR CLK 12 CLK CLR CLK Bus W ARSITEKTUR SAP-1 Register B Buffer untuk operasi Aritmatik. Bila rendah, maka kata pada bus W diisikan ke register B pada tepipositif clock. Keluaran 2-state menjalankan penjumlah-pengurang. Register Keluaran Memindahkan jawaban pada Acc ke keluaran Bila tinggi dan rendah, maka akan memasukkan isi A pada register keluaran pada tepi positif clock

10 ::. MATA KULIAH MIKROPROSESSOR.:: 10 PC MAR RAM IR CON A ADD B O D Cp CLK CLR Ep CLK CLR CLK 12 CLK CLR CLK Bus W ARSITEKTUR SAP-1 Peraga Biner Barisan 8 LED untuk menampilkan isi dari bandar keluaran.

11 ::. MATA KULIAH MIKROPROSESSOR.:: 11 Perangkat Instruksi Operasi dasar yang dapat dilakukan dengan perintah / program. LDA Isi Akumulator dengan isi dari lokasi memori Kata didalam memori dapat diberikan simbol R0, R1, R2 Artinya : R0 untuk alamat 0H R1 untuk alamat 1H dst Contoh : LDA 8H ; /* Isikan Akumulator dengan isi alamat 8H */ Misal: R8= , maka eksekusi perintah ini menghasilkan A =

12 ::. MATA KULIAH MIKROPROSESSOR.:: 12 Perangkat Instruksi ADD Tambahkan isi lokasi memori pada Accumulator Contoh : ADD 9H ; /* Tambahkan Akumulator dengan isi alamat 9H */ Jika : A = ; /* Isi Akumulator */ R9 = ; /* isi memori 9H */ maka eksekusi perintah ini, membuat isi memori 9H diisikan ke Register B B = Saat yang sama, penjumlah-pengurang menjumlahkan A dan B SUM=

13 ::. MATA KULIAH MIKROPROSESSOR.:: 13 Perangkat Instruksi SUB Kurangkan isi lokasi memori dari Accumulator Contoh : SUB CH ; /* Kurangkan Akumulator dengan isi alamat CH */ Jika : A = ; /* Isi Akumulator */ Rc = ; /* isi memori CH */ maka eksekusi perintah ini, membuat isi memori CH diisikan ke Register B B = Saat yang sama, penjumlah-pengurang mengurangkan A - B DIFF= ; /* Hasilnya disimpan dalam Akumulator */

14 ::. MATA KULIAH MIKROPROSESSOR.:: 14 Perangkat Instruksi OUT Memberitahu komputer SAP-1 untuk memindahkan isi Akumulator ke bandar keluaran Instruksi OUT tidak memerlukan alamat tertentu Instruksi OUT tidak berhubungan dengan data dalam memori HLT Memberitahu Komputer untuk menghentikan proses Akhir dari Program

15 ::. MATA KULIAH MIKROPROSESSOR.:: 15 Instruksi Rujukan Memori Instruksi yang memerlukan lokasi memori tertentu LDA, ADD dan SUB MNEMONIC Instruksi singkat (in English) untuk membantu ingatan Mudah diingat dan sesuai dengan operasi yang dilakukan

16 ::. MATA KULIAH MIKROPROSESSOR.:: 16 Contoh : Program SAP-1 dalam bentuk Mnemonic ALAMAT MNEMONIC 0 HLDA 9 H 1 HADD AH 2 HADD BH 3 HSUB CH 4 HOUT 5 HHLT 6 HFFH 7 HFFH 8 HFFH 9 H01H A H02H B H03H C H04H

17 ::. MATA KULIAH MIKROPROSESSOR.:: 17 Pemrograman SAP-1 Untuk memasukkan instruksi dan data ke dalam memori SAP-1 harus mmenggunakan kode tertentu yang dimengerti komputer. Kode ini memberitahu operasi yang harus dilakukan  Operation Code MnemonicOp-CodeContoh : LDA0000AlamatInstruksi ADD HLDA FH SUB HADD EH OUT HOUT HLT HHLT

18 ::. MATA KULIAH MIKROPROSESSOR.:: 18 Pemrograman SAP-1 Contoh : AlamatInstruksi 0 HLDA FH= HADD EH= HOUT= 1110 XXXX 3 HHLT= 1111 XXXX Medan Instruksi Medan Alamat

19 ::. MATA KULIAH MIKROPROSESSOR.:: 19 Pemrograman SAP-1 Assembly Language : tatacara penulisan program dalam mnemonic Machine Language : tatacara penulisan program dalam binary Contoh : AlamatInstruksi 0 HLDA 9H HADD AH HOUT XXXX 3 HHLT XXXX Source ProgramObject Program

20 ::. MATA KULIAH MIKROPROSESSOR.:: 20 Siklus Pengambilan Unit kendali membangkitkan kata kendali untuk mengambil dan melaksanakan setiap instruksi. Setiap instruksi melewati beberapa keadaan pewaktuan Tstate = Keadaan T = periode-periode waktu pada saat mana terjadi perubahan isi register Tstate menggunakan pencacah putar T = T6T5T4T3T2T1

21 ::. MATA KULIAH MIKROPROSESSOR.:: 21 Siklus Pengambilan Tstate menggunakan pencacah putar T = T6T5T4T3T2T1 –Awal operasi kata T menunjukkan : T = Pada pulsa detak berikutnya menghasilkan T = T = T = T = T = Pencacah Putar CLK CLR T6T5T4T3T2T1

22 ::. MATA KULIAH MIKROPROSESSOR.:: 22 Siklus Pengambilan Diagram Pewaktuan Tepi positif CLK terjadi pada pertengahan setiap keadaan T CLK T1 T2 T3 T4 T5 T6

23 ::. MATA KULIAH MIKROPROSESSOR.:: 23 Siklus Pengambilan Keadaan alamat Keadaan T1 : keadaan alamat, krn alamat didalam PC dipindahkan ke MAR dan merupakan bit-bit aktif sedangkan semua bit kendali yang lain tidak aktif Keadaan Penambahan Keadaan T2 : keadaan penambahan karena hitungan pada PC ditingkatkan merupakan bit aktif pada keadaan T

24 ::. MATA KULIAH MIKROPROSESSOR.:: 24 Siklus Pengambilan Keadaan Memori Keadaan T3 : Keadaan memori krn instruksi pada RAM dengan alamat yang ditunjuk dipindahkan dari memori ke register instruksi dan merupakan bit-bit aktif pada keadaan ini

25 ::. MATA KULIAH MIKROPROSESSOR.:: 25 Siklus Pengambilan Keadaan T1 PC MAR RAM IR CON A ADD B O D Cp CLK CLR Ep CLK CLR CLK 12 CLK CLR CLK Bus W

26 ::. MATA KULIAH MIKROPROSESSOR.:: 26 Siklus Pengambilan Keadaan T2 PC MAR RAM IR CON A ADD B O D Cp CLK CLR Ep CLK CLR CLK 12 CLK CLR CLK Bus W

27 ::. MATA KULIAH MIKROPROSESSOR.:: 27 Siklus Pengambilan Keadaan T3 Ketika dan aktif, RAM siap mengirimkan data yang ditunjukkan oleh MAR ke bus W pada saat yang sama IR mengambilnya. PC MAR RAM IR CON A ADD B O D Cp CLK CLR Ep CLK CLR CLK 12 CLK CLR CLK Bus W

28 ::. MATA KULIAH MIKROPROSESSOR.:: 28 Siklus Eksekusi Siklus pelaksanaan terjadi pada T4, T5 dan T6 Transfer-transfer register yang terjadi bergantung pada Instruksi yang dieksekusi. Rutin LDA Jika IR telah diisi dengan LDA 9H, maka : IR = Selama T4 : medan instruksi dikirim ke pengendali yang melakukan pendekodean dan medan alamat diisikan ke dalam MAR dan adalah bit aktif pada T4

29 ::. MATA KULIAH MIKROPROSESSOR.:: 29 Siklus Eksekusi Selama T5 : data yang ditunjuk dalam memori akan dikirimkan ke dalam Akumulator. dan adalah bit aktif pada T5 T6 adalah keadaan tanpa operasi (No-Operation / NOP) Selama T6, semua register dalam keadaan tidak Aktif

30 ::. MATA KULIAH MIKROPROSESSOR.:: 30 Diagram Pewaktuan untuk Rutin LDA CLK T1T2T3T4T5T6

31 ::. MATA KULIAH MIKROPROSESSOR.:: 31 Siklus Eksekusi Rutin ADD Jika akhir siklus Fetch IR berisi kata ADD AH, maka : IR = Selama T4 : medan instruksi dikirim ke pengendali yang melakukan pendekodean dan medan alamat diisikan ke dalam MAR dan adalah bit aktif pada T4

32 ::. MATA KULIAH MIKROPROSESSOR.:: 32 Siklus Eksekusi Selama T5 : data yang ditunjuk dalam RAM disiapkan untuk dikirimkan ke dalam Register B. Dan pengisian Register B terjadi pada tepi positif clock dan adalah bit aktif pada T5 Selama T6 : bagian Penjumlah-pengurang menyiapkan Akumulator. Dan pengisian hasil jumlahan ke Akumulator terjadi pada tepi positif clock. dan adalah bit aktif pada T6

33 ::. MATA KULIAH MIKROPROSESSOR.:: 33 Diagram Pewaktuan untuk Rutin ADD CLK T1T2T3T4T5T6

34 ::. MATA KULIAH MIKROPROSESSOR.:: 34 Diagram Pewaktuan untuk Rutin SUB CLK T1T2T3T4T5T6

35 ::. MATA KULIAH MIKROPROSESSOR.:: 35 Siklus Eksekusi Rutin OUT Jika akhir siklus Fetch IR berisi kata OUT, maka : IR = 1110 XXXX Selama T4 : medan instruksi dikirim ke pengendali yang melakukan pendekodean dan Pengendali mengeluarkan kata kendali untuk memindahkan isi Akumulator ke register Keluaran. dan adalah bit aktif pada T4 Pada keadaan T5 dan T6 tidak terjadi Operasi (NOP)

36 ::. MATA KULIAH MIKROPROSESSOR.:: 36 Siklus Eksekusi Rutin HLT Jika akhir siklus Fetch IR berisi kata HLT, maka : IR = 1111 XXXX Medan instruksi dikirim ke pengendali yang melakukan pendekodean dan Pengendali mengeluarkan kata kendali untuk menghentikan operasi komputer dengan menghentikan clock. Tidak membutuhkan rutin kendali.

37 ::. MATA KULIAH MIKROPROSESSOR.:: 37 Siklus Mesin dan Siklus Instruksi SAP-1 mempunyai Enam keadaan T (3 untuk Fetch dan 3 untuk Execute)  Siklus Mesin SAP-1 memerlukan 1 Siklus Mesin untuk mengambil dan melaksanakan setiap instruksi. SAP-1 dengan clock frekuensi KHz ekivalen dengan periode 1 ms, maka 1 Siklus Mesin memerlukan waktu 6 ms. Jumlah keadaan T yang diperlukan untuk mengambil dan melaksanakan sebuah instruksi disebut Siklus Instruksi (Instruction Cycle=Ic) SAP-1 Ic = Mc

38 ::. MATA KULIAH MIKROPROSESSOR.:: 38 MIKROPROGRAM SAP-1 Pengendali-pengurut mengeluarkan kata kendali yang masing-masing menimbulkan satu langkah kecil disebut MikroInstruksi MakroInstruksi adalah Instruksi-instruksi yang digunakan dalam pemrograman Assembly (LDA, ADD, SUB, dll) Makro Keadaan CON yang Aktif LDAT4 1A3H T5 2C3H T6 3E3H Tidak Ada

39 ::. MATA KULIAH MIKROPROSESSOR.:: 39 ROM KENDALI Matrik kendali menjadi sangat rumit untuk perangkat Instruksi yang lebih besar/banyak, sehingga memerlukan ratusan/ribuan gerbang logika  Pengendali Secara H/W Kata kendali yang disimpan dalam format mikroprogram ke dalam ROM  Pengendali Secara S/W Menyederhanakan rangkaian Pengendali-Pengurut.

40 ::. MATA KULIAH MIKROPROSESSOR.:: 40 ROM KENDALI Alamat Isi Rutin Bit Aktif 0H5E3H Fetch 1HBE3H 2H263H 3H1A3H LDA 4H2C3H 5H3E3H Tidak Ada 6H1A3H ADD 7H2E1H 8H3CFH

41 ::. MATA KULIAH MIKROPROSESSOR.:: 41 ::. Terima Kasih.::


Download ppt "::. MATA KULIAH MIKROPROSESSOR.:: 1 :: SAP - 1 :: TEORI, IMPLEMENTASI & APLIKASI []"

Presentasi serupa


Iklan oleh Google