Jenis-jenis Register dan Control Logic Unit
Mata Kuliah
Sistem Mikroprosesor
Definisi Register
• Register merupakan tempat penyimpanan data yang merupakan bagian dari Mikroprosesor.
• Register dapat menyimpan instruksi, alamat penyimpanan, atau jenis data apa pun (seperti urutan bit atau karakter individual).
• Register berfungsi untuk menyimpan sementara hasil dari tahapan operasi arithmatika dan logika pada mikroprosesor.
• Fungsi setiap register bermacam-macam sesuai peruntukannya yang telah diatur oleh pembuat mikroprosesor.
Jenis-jenis Register
Register yang terdapat pada mikroprosesor terdiri dari :
• General purpose register (register serbaguna)
• Pointer register (register pointer)
• Index register (register indeks)
• Segment register (register segment)
• Flag register (register status)
Semua register di atas lebarnya 32 bit, kecuali register segment (CS, DS, ES, SS, FS dan GS) hanya 16 bit. Register 32 bit dapat digunakan sebagai register 16 bit, kecuali register General purpose register dapat dibagi menjadi 8 bit (AL, AH, BL, BH, CL, CH, DL dan DH) yang berasal dari 16 bit (AX, BX, CX, DX). Register 32 bit diberi kode di depan register dengan E misalnya: EAX, EBX, ECX dan EDX.
General Purpose Register (Register Serbaguna)
• Register yang termasuk dalam kelompok ini adalah register AX, BX, CX dan DX yang masing- masing terdiri atas 16 bit.
Register- register 16 bit dari kelompok ini dapat dipisah menjadi 2 bagian dimana masing- masing bagian 8 bit.
• Akhiran H menunjukkan High sedangkan akhiran L menunjukkan Low.
• Register AX, secara khusus digunakan pada operasi aritmatika terutama dalam operasi pembagian dan pengurangan.
• Register BX, biasanya digunakan untuk menunjukkan suatu alamat offset dari suatu segmen.
• Register CX, digunakan secara khusus pada operasi looping dimana register ini menentukan berapa banyaknya looping yang akan terjadi.
• Register DX, digunakan untuk menampung sisa hasil pembagian 16 bit. Pada prosesor 80386 terdapat tambahan register 32 bit, yaitu EAX, EBX, ECX dan EDX.
Pointer Register (Register Penunjuk)
• Register ini untuk menunjukkan alamat sebuah data di lokasi memori, dipakai saat operasi perpindahan data (dari/ke memori), operasi stack (PUSH/POP) dan penunjukkan alamat suatu instruksi.
• Macam-macam pointer register:
SP (Stack Pointer) dan ESP, BP (Base Pointer) dan IP (Instruction Pointer).
• Register dalam kelompok ini secara umum digunakan sebagai penunjuk atau pointer terhadap suatu lokasi di memori.
Index Register (Register Indeks)
• Sama dengan pointer register, digunakan pada operasi string dengan mengakses secara langsung pada alamat di memori yang ditunjukkan oleh kedua register ini.
• Macam-macam register Index adalah: SI (Source Index), DI (Destination Index).
• Pada mikroprosesor 80386 terdapat tambahan register 32 bit, yaitu ESP, EBP, ESI dan EDI.
• Stack segment -> menunjukkan stack dan memanggil suatu prosedur (CALL) dan mengarah ke program utama (RET).
• FS dan GS register -> register tambahan untuk segmen memori yang besar.
Segment Register (Register Segment)
Segment register membentuk alamat memori untuk data. Pada operasi real mode suatu segment register akan berbeda dengan segment register pada operasi protected mode. termasuk ke dalam segment register, yaitu:
• Code segment -> untuk menunjukkan alamt instruksi berikutnya.
• Data segment -> untuk menunjukkan alamat data pada transfer register
• Extra segment -> register tambahan untuk operasi string
• C (carry) -> 1=ada 0= tidak ada carry
• P (Parity) -> 1=paritas genap 0=
paritas ganjil
• A (auxiliary carry) -> 1=ada carry 0=tdk ada carry
• Z (zero) -> 1=hasilnya nol 0=hasilnya bukan nol
• S (sign) -> 1=hasilnya negatif 0=hasilnya positif
• T (trap) -> bila diset 1 dimungkinkan melakukan debugging.
• I (interrupt) -> 1= pin INTR enable 0=pin INTR disable
• D (direction) -> 1=cacahan turun 0=cacahan naik
Flags Register
(Register Bendera)
• Register yang digunakan untuk menunjukkan kondisi dari suatu keadaan (ya atau tidak).
Register ini juga merupakan register 16 bit terdiri dari Status flags yang ditempatkan pada bit 0, 2, 4, 6, 7 dan 11 dan control flags ditempatkan pada bit 8, 9, dan 10.
• Setiap keadaan dapat digunakan 1 bit saja, maka sesuai dengan jumlah bitnya, Flags register ini mampu mencatat sampai 16 keadaan. Adapun flag yang terdapat pada mikroprosesor 8088 keatas adalah:
Definisi Control Unit
• Unit kendali adalah salah satu bagian dari Mikroprosesor yang bertugas untuk memberikan kontrol terhadap operasi yang dilakukan ALU. Output dari CU ini akan mengatur aktivitas bagian lainnya dari perangkat Mikroprosesor.
• Prinsip kerja CU ketika sebuah mikroprosesor pertama kali diaktifkan, maka akan menjalankan operasi bootstrap. Operasi ini akan membaca sebuah instruksi dari suatu lokasi memori yang telah diketahui sebelumnya dan mentransfer instruksi tersebut ke control unit untuk dieksekusi. Instruksi- intruksi dibaca dari memori dan dieksekusi sesuai dengan urutan penyimpanannya.
Tugas Control Unit
• Mengatur dan mengendalikan alat-alat input dan output.
• Mengambil instruksi-instruksi dari memori utama.
• Mengambil data dari memori utama kalau diperlukan oleh proses.
• Mengirim instruksi ke ALU bila ada perhitungan aritmatika
• Menyimpan hasil proses ke memori utama.
2 (dua) Tugas dasar yang diantaranya :
• Pengurutan: unit control menyebabkan prosesor menuju sejumlah operasi mikro dalam urutan yang benar, yang didasarkan pada program yang sedang dieksekusi.
• Eksekusi: unit control menyebabkan setiap operasi mikro dilakukan.
Jenis-jenis Control Unit
• Single-Cycle CU, Proses di CU ini hanya 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.
• Multi-Cycle CU, 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, dan 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; bukan instruksi cycle selanjutnya.
Control Logic Unit
Control Logic Unit (Unit kendali Logika) bertugas untuk mengatur seluruh aktifitas perangkat keras di dalam komputer. Adapun tugas dari Contol Logic Unit diantaranya :
• Mengambil suatu instruksi dari memori
• Memberi kode instruksi untuk menentukan operasi yang dilaksanakan
• Menentukan sumber dan tujuan data di dalam perpindahan data
• Mengeksekusi operasi yang dilakukan
