Simple As Possible (SAP) - 1

(1)

Simple As Possible

(SAP) - 1

Abdul Syukur

(2)

Arsitektur Komputer SAP-1

Pencacah Program (Program Counter)

Memori RAM 16 x 8 Register Masukan

dan MAR

4 4

4 W

8

Register Instruksi

4

Pengendali Pengurut

12

Akumulator A

Register B Penjumlah & Pengurang

Register Keluaran

8

(3)

Perangkat Instruksi (Instuction Set)

Terdapat dua jenis instruksi pada komputer SAP-1 :

 Memiliki satu operand : LDA, ADD, dan SUB.

Ketiganya disebut juga Memory Reference Intruction.

(4)

Perangkat Instruksi (1)

 LDA (Load The Accumulator)

Instruksi LDA mengambil data dari memori dan memasukkannya ke Akumulator.

Contoh : LDA AH

(5)

Perangkat Instruksi (2)

 ADD (Adder)

Instruksi ini menjumlahkan isi Akumulator dengan data memori yang telah dipindahkan ke Register B dan

hasilnya disimpan kembali di Akumulator. Contoh :

LDA AH ADD 8H

Misal isi alamat AH = 0000 0011 dan 8H = 0000 0001 Maka :

LDA AH  A = 0000 0011

ADD 8H  A = 0001 0011 + 0000 0001

(6)

Perangkat Instruksi (3)

 SUB (Subtract)

Instruksi ini mengurangkan isi Akumulator dengan data memori yang telah dipindahkan ke Register B dan

hasilnya disimpan kembali di Akumulator Contoh :

LDA AH SUB 5H

Misal isi alamat AH = 0000 0101 dan 5H = 0000 0100 Maka :

LDA AH  A = 0000 0101

SUB 5H  A = 0000 0101 - 0000 0100

(7)

Perangkat Instruksi (4)

 OUT

Instruksi ini tanpa operand.

Data dari Akumulator akan diambil dan dipindahkan ke register keluaran.

 HLT (Halt)

Instruksi ini berfungsi untuk menghentikan proses data. HLT menandai akhir suatu program. Setiap program

(8)

Pemrograman SAP-1

 Siklus Instruksi

Siklus instruksi terdiri dari 2 tahapan (siklus):

 FETCH

 EXECUTE

Masing-masing siklus memerlukan 3 siklus detak (clock cycle).

No Mnemonic Kode Operasi

(Opcode)

1 LDA 0000

2 ADD 0001

3 SUB 0010

4 OUT 1110

(9)

Pemrograman SAP-1 (2)

 Siklus FETCH (T1, T2, T3)

Pada siklus ini dilakukan pengambilan instruksi dari RAM ke IR.

– Mengirim isi PC ke MAR (Address state)

– Menaikkan cacahan PC (Increment state)

– Mengambil instruksi dari RAM ke IR (Memory state)

 Masing-masing tahapan menggunakan satu siklus detak

(10)

Pemrograman SAP-1 (3)

Siklus FETCH

 Tahapan pengiriman

alamat, T1. Nilai PC dikirim ke MAR,

Pengendali & Pengurut mengirim signal kendali (CON) berikut :

CE LM

Ep

Cp LI EI LAEA SUEULBLO

CON = CON =

1 0 1

0 1 1 1 0 0 0 1 1

Register Masukan dan MAR

4 4

Cp CLK

Ep CLR

CLK LM

(11)

Pemrograman SAP-1 (4)

Siklus FETCH

 Tahapan penambahan

nilai PC dengan 1, T2. Pengendali & Pengurut mengirim signal kendali (CON) berikut :

CE LM

Ep

Cp LI EI LAEA SUEULBLO

CON = CON =

1

1 ₀ ₁ _{1 1 1 0} _{0 0 1 1}

4 4

Cp CLK

Ep CLR

CLK LM

(12)

Pemrograman SAP-1 (5)

Siklus FETCH

 Tahapan pengambilan

instruksi dari RAM ke IR, T3. Pengendali & Pengurut mengirim signal kendali (CON) berikut :

CE LM

Ep

Cp LI EI LAEA SUEU LB LO

CON = CON =

0

0 ₀ ₁ 0 1 1 0 0 0 1 1

Memori RAM 16 x 8

Register Instruksi

Siklus Eksekusi

 Instruksi LDA

Tahap pengambilan

data, T5 : Pengendali & Pengurut mengirim

signal kendali (CON) berikut :

Memori

RAM 16 x 8 8 CE

W

Akumulator A

8 8

Siklus Eksekusi

 Instruksi ADD dan SUB

– T4 : Alamat memori dikirim dari IR ke MAR.

– T5 : Pemindahan data dari memori ke register B.

– T6 : Data dari akumulator dioperasikan (jumlah atau kurang) dengan data dari register B dan hasilnya disimpan di akumulator.

(24)

Pemrograman SAP-1 (10)

Siklus Eksekusi

 T4 : Alamat memori dikirim dari IR ke MAR sama dengan

tahapan T4 pada LDA.

 T5 : Pemindahan data dari memori ke register B.

Pengendali & Pengurut mengirim signal kendali (CON) berikut :

CE LM

Ep

Cp LI EI LAEA SUEU LB LO

CON = CON =

0

0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1

Memori

RAM 16 x 8 8

CE 8 _{Register B} LB

CLK

(25)

Pemrograman SAP-1 (11)

Siklus Eksekusi

 Operasi ADD :

Akumulator A

(26)

Siklus Instruksi ADD/SUB Keseluruhan

 Berikut ini adalah gambar komponen-komponen yang

(27)

Ilustrasi Siklus Instruksi ADD/SUB (T5)

dan MAR

4 4

4 W

8

Register Instruksi

4

Pengendali Pengurut

12

Akumulator A

Register Keluaran

8

(28)

Ilustrasi Siklus Instruksi ADD/SUB (T6)

dan MAR

4 4

4 W

8

Register Instruksi

4

Pengendali Pengurut

12

Akumulator A

Register Keluaran

8

(29)

Instruksi OUT

 Instruksi OUT memerlukan satu tahap T4 yaitu

(30)

Siklus Instruksi OUT Keseluruhan

dan MAR

4 4

4 W

8

Register Instruksi

4

Pengendali Pengurut

12

Akumulator A

Register Keluaran

8

(31)

Latihan (1)

 Berikut adalah sebuah program

SAP-1 dalam bentuk Mnemonik.

 Berapakah nilai akhir pada

register Akumulator ?

R A M

Alamat Mnemonik

0 H LDA 9H

1 H ADD AH

2 H ADD BH

3 H SUB CH

4 H OUT

5 H HLT

Alamat Data

6 H 00 H

7 H 00 H

8 H 00 H

9 H 01 H

A H 02 H

B H 03 H

C H 04 H

D H 00 H

E H 00 H

(32)

Jawaban (Hexadesimal)

 A = 01H (LDA 9H)

 A = 01H + 02H (ADD AH)

A = 03 H

 A = 03H + 03H (ADD BH)

A = 06 H

 A = 06H – 04H (SUB CH)

A = 02 H

 Instruksi OUT akan mengeluarkan isi akumulator ke

register keluaran 0000 0010 atau (02 H).

(33)

Latihan (2)

R A M

Alamat Instruksi

0 H 0000 1001

1 H 0001 1010

2 H 0001 1011

3 H 0010 1100

4 H 1110 xxxx

5 H 1111 xxxx

Alamat Data

6 H 0000 0000

7 H 0000 0000

8 H 0000 0000

9 H 0000 0001

A H 0000 0010

B H 0000 0011

C H 0000 0100

D H 0000 0000

E H 0000 0000

(34)

Jawaban (Biner)

 A = 0000 0001 (LDA 9H)

 A = 0000 0001 + 0000 0010 (ADD AH)

A = 0000 0011

 A = 0000 0011 + 0000 0011 (ADD BH)

A = 0000 0110

 A = 0000 0110 – 0000 0100 (SUB CH)

A = 0000 0010

 Instruksi OUT akan mengeluarkan isi akumulator ke

register keluaran 0000 0010.

(35)

Latihan (3)

R A M

Alamat Mnemonik

0 H LDA EH

1 H ADD 8H

2 H SUB DH

3 H ADD BH

4 H OUT

5 H HLT

Alamat Data

6 H 00 H

7 H 00 H

8 H 08 H

9 H 00 H

A H 00 H

B H 07 H

C H 00 H

D H 05 H

E H 09 H