ALU & CU

ALU & CU

ALU

 

Pengertian ALU

Arithmetic And Logil Unit (Unit Aritmatika dan Logika). ALU adalah sirkuit CPU berkecepatan tinggi yang bertugas menghitung dan membandingkan. ALU – Unit penalaran secara logic. Angka-angka dikirim dari memori ke ALU untuk dikulkasi dan kemudian dikirim kembali ke memory. Alu yang berfikir untuk menjalankan perintah yang diberikan pada CPU tersebut.

Fungsi Arithmatic Logical Unit.

·         Melakukan suatu proses data yang berbentuk angka dan logika, seperti data matematika dan statistika.

·         Melakukan keputusan dari operasi sesuai dengan instruksi  program yaitu operasi logika (Logical Operator).

·         Melakukan perhitungan aritmatika (matematika) yang terjadi sesuai dengan instruksi program.

·         Membantu CU saat melakukan perhitungan aritmatika (ADD, SUB) dan logika (AND,OR,X-OR,SHL,SHR)

CU

PENGERTIAN CONTROL UNIT

Control unit Adalah salah satu bagian dari CPU yang bertugas untuk memberikan arahan / kendali / kontrol terhadap operasi yang dilakukan di bagian ALU (Arithmetic Logical Unit) dalam CPU tersebut. Output dari CU ini akan mengatur aktivitas dari bagian lainnya dari perangkat CPU tersebut. Pada awal – awal desain komputer, CU diimplementasikan sebagai ad-hoc logic yang susah untuk didesain. Sekarang, CU diimplementasikan sebagai sebuah microprogram yang disimpan di dalam tempat penyimpanan kontrol (control store). Pada hardwire implementation control unit sebagai combinational circuit yang dibuat berdasarkan control signal yang akan dikeluarkan. Jadi untuk setiap control signal memiliki rangkaian logika tertentu pada control unit yang dapat menghasilkan control signal yang dimaksud. Secara umum untuk metode dapat ini digunakan PLA (programmable logic array) untuk merepresentasikan control signal.

Control unit dari sebuah prosesor memiliki 2 peran penting yaitu, Pertama, control unit mengatur processor agar melakukan semua micro-operation dalam urutan yang benar. Kedua, control unit menghasilkan control signal yang memastikan supaya semua micro-operation dapat dieksekusi.

Control signal tersebut secara umum menyebabkan salah satu dari hal berikut: pembukaan atau penutupan dari gerbang-gerbang logika, transfer data antara register-register, dan pengoperasian ALU.

Tugas dari CU adalah sebagai berikut:

1.   Mengatur dan mengendalikan alat-alat input dan output.

2.      Mengambil instruksi-instruksi dari memori utama.

3.      Mengambil data dari memori utama kalau diperlukan oleh proses.

4.      Mengirim instruksi ke ALU bila ada perhitungan aritmatika atau perbandingan logika serta mengawasi kerja.

5.      Menyimpan hasil proses ke memori utama.

Jenis-Jenis Control Unit

1.         Single-Cycle CU

Proses di Single-Cycle CU ini terjadi dalam satu clock cycle, artinya setiap instruksi ada pada satu cycle, maka dari itu tidak memerlukan state. Dengan demikian fungsi boolean masing-masing control line hanya merupakan fungsi dari opcode saja. Clock cycle harus mempunyai panjang yang sama untuk setiap jenis instruksi. Ada dua bagian pada unit kontrol ini, yaitu proses men-decode opcode untuk mengelompokkannya menjadi 4 macam instruksi (yaitu di gerbang AND), dan pemberian sinyal kontrol berdasarkan jenis instruksinya (yaitu gerbang OR).

Keempat jenis instruksi adalah “R-format” (berhubungan dengan register), “lw” (membaca memori), “sw” (menulis ke memori), dan “beq” (branching). Sinyal kontrol yang dihasilkan bergantung pada jenis instruksinya. Misalnya jika melibatkan memori ”R-format” atau ”lw” maka akan sinyal ”Regwrite” akan aktif. Hal lain jika melibatkan memori “lw” atau “sw” maka akan diberi sinyal kontrol ke ALU, yaitu “ALUSrc”.

Desain single-cycle ini lebih dapat bekerja dengan baik dan benar tetapi cycle ini tidak efisien.

2.         Multi-Cycle CU

Berbeda dengan unit kontrol yang single-cycle, unit kontrol yang multi-cycle lebih memiliki banyak fungsi. Dengan memperhatikan state dan opcode, fungsi boolean dari masing – masing output control line dapat ditentukan masing – masingnya akan menjadi fungsi dari 10 buah input logic.

Jadi akan terdapat banyak fungsi boolean,  masing-masingnya tidak sederhana. Pada cycle ini, sinyal kontrol tidak lagi ditentukan dengan melihat pada bit-bit instruksinya. Bit-bit opcode memberitahukan operasi apa yang selanjutnya akan dijalankan CPU.

CARA KERJA CONTROL UNIT

Ketika sebuah komputer pertama kali diaktifkan power-nya, maka computer tersebut menjalankan operasi bootstrap. Operasi ini akan membaca sebuah instruksi dari suatu lokasi memory yang telah diketahui sebelumnya dan mentransfer instruksi tersebut ke control unit untuk dieksekusi. Instruksi-intruksi dibaca dari memory dan dieksekusi sesuai dengan urutan penyimpanannya.

Program counter dari suatu computer menyediakan suatu cara untuk menyimpan lokasi instruksi berikutnya. Urutan eksekusi berubah dengan memindah lokasi intruksi baru ke program counter sebelum pembacaan (fetch) instruksi dikerjakan. Sebuah intruksi merupakan kalimat imperatif pendek yang sudah dapat menjelaskan makna dari perintah tersebut. Suatu intruksi terdiri dari :

1.   subjek (komputernya)

2.    verb (suatu kode operasi yang mengindikasikan pekerjaan apa yang akan   dilaksanakan)

3.   objek (operands) yang mengidentifikasikan nilai data atau lokasi memory.

Ketika intruksi-intruksi diterima oleh Control Unit, operation code akan mengaktifkan urutan logic untuk mengeksekusi intruksi-intruksi tersebut. Satu eksekusi program terdiri dari beberapa instruction cycle yang menjadi komponen penyusun dari program tersebut. Sedangkan untuk setiap instruction cycle terdiri dari beberapa sub cycle lagi seperti ftech cycle, indirect cycle, execute cucle,  dan interrupt cycle. Setiap sub cycle ini disusun dari beberapa perintah dasar yang disebut micro operation.

 Nur Afifah Setiyono Putri | 24 | X.11 | 2014