DCH1B3 Konfigurasi Perangkat Keras Komputer SAP-2

11/20/2016

DCH1B3 Konfigurasi Perangkat Keras Komputer

SAP-2

1

11/20/2016

DCH1B3 – Konfigurasi Perangkat Keras Komputer

1

11/20/2016

Setelah mengikuti perkuliahan ini mahasiswa dapat: Memahami Arsitektur SAP-2. Menjelaskan cara kerja SAP-2. Menjelaskan instruksi-instruksi yang ada pada SAP-2. Membuat program sederhana untuk SAP-2. Dapat menggunakan GNU8085 untuk membuat program yang dibuat dan mensimulasikannya.

2

11/20/2016


2

11/20/2016

Komputer SAP-2 (Simple As Possible Versi 2 ) 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-2 merupakan tahap pengembangan dari komputer SAP-1 yang memiliki jumlah instruksi yang lebih banyak dengan kapasitas memori yang lebih banyak dengan fitur yang lebih lengkap.

3

11/20/2016


3

11/20/2016

Arsitektur SAP-2 Bus W

ACKNOWLEDGE

8

Hexadecimal Keyboard encoder 8

Input Port 2

8

PC

16

MAR

16

8

Accumulator

8

ALU

8

TMP

8

B

8

C

8

Input Port 1 READY

0

SERIAL IN 7

FLAGS

8

Hexadecimal Display

16

8

2

64K Memory 8 8

IR

8

8

Output Port 3

8

Output Port 4

0

SERIAL OUT

7

ACKNOWLEDGE

8

MDR

Controller/ Sequencer 4

11/20/2016


4

11/20/2016

Arsitektur SAP-2: Input Port  SAP-2 memiliki 2 buah input

port yaitu input port 1 dan 2.

Bus W ACKNOWLEDGE

Hexadecimal Keyboard encoder

 Dihubungkan dengan

 Sinyal Ready dikirim ke jalur

0 Input Port 2 untuk menunjukkan data pada Input Port 1 telah benar.

8

keyboard heksadesimal untuk menuliskan data & instruksi. READY

0

SERIAL IN

7

Input Port 1

8

Input Port 2

8

 Sinyal SERIAL IN untuk

masuk ke jalur 7 pada Input Port 2.

5

11/20/2016


5

11/20/2016

Arsitektur SAP-2: PC dan MAR Bus W ACKNOWLEDGE

8

Hexadecimal Keyboard encoder

READY

0

SERIAL IN 7

Input Port 1

8

Input Port 2

8

PC

16

MAR

16

16

PC (Program Counter) Lebar 16-bit (0000 H – FFFF H) Nilai PC masuk ke MAR Instruksi dilaksanakan secara berurutan dari alamat 0000 sampai ketemu instruksi HLT Dapat diisi nilai 16-bit dari instruksi jump Jalur yang menghubungkan PC dengan bus W ada 2: 1 jalur untuk mengirim nilai 1 jalur untuk menerima jump MAR (Memory Address Register) Menerjemahkan alamat dari PC untuk diproses ke memori. 6

11/20/2016


6

11/20/2016

Arsitektur SAP-2: 64K Memory   

7

11/20/2016

Bus W

MAR

16

64K Memory 8



Lebar data 8-bit. Penggunaan alamat memori : 2KB awal (0000H - 07FFH) untuk program monitor. 0800H – FFFFH untuk instruksi dan data. Program monitor untuk masukan dari keyboard dan kondisi yang terjadi selama proses

16




7

11/20/2016

Arsitektur SAP-2: MDR (Memory Data Register) 



8

11/20/2016

Bus W

64K Memory 8



Untuk menyimpan sementara data yang dibaca atau akan dimasukkan ke dalam memori. Saat operasi baca data masuk ke MDR untuk diteruskan ke Bus W. Saat operasi tulis, data dari bus W akan diteruskan ke memori.

MDR

8


8

11/20/2016

Arsitektur SAP-2: IR (Instruction Register) & Controller/Sequencer (CS) 

 

 

9

IR (Instruction Register) Instruksi lebarnya 8-bit (sama dengan prosesor 8080/8085 dari Intel) untuk diteruskan ke controller/sequencer. Jumlah instruksi yang bisa dimiliki 256 buah. SAP-2 hanya punya 43 instruksi.

Bus W

IR

8

8



Controller/ Sequencer

CS (CONTROLLER/SEQUENCER) Instruksi dari IR akan diterjemahkan mejadi sinyal kontrol (CON).

11/20/2016


9

11/20/2016

Arsitektur SAP-2: Accumulator dan ALU 

Accumulator



Untuk menyimpan sementara hasil operasi ALU.



Data dari bus W bisa dari memori atau hasil operasi ALU



Keluaran data dapat ditransfer ke output port.

Bus W

ALU



Untuk menyelesaikan operasi aritmetika & logika



Lebar 8-bit (jadi SAP-2 adlh prosesor 8-bit)



Terdapat 2-bit FLAG :



1 bit untuk sign flag (1 hasil ALU negatif, 0 positif).



1 bit untuk zero flag (1 hasil bukan 0, 0 hasil 0).

10

11/20/2016

Accumulator

8

ALU

2

FLAGS

8



8


10

11/20/2016

Arsitektur SAP-2: Register TMP, B dan C 





11

Khusus register TMP menyimpan data yang akan dioperasikan oleh ALU. Lebih banyak register untuk menyimpan data sementara akan lebih baik.

Bus W

8

ALU

8

TMP

8

B

8

C

8



Untuk menyimpan sementara nilai yang akan dioperasikan atau hasil operasi.

Data sementara tidak hanya disimpan di Accumulator A.

11/20/2016


11

11/20/2016

Arsitektur SAP-2: Output Port 3 dan 4 



12

Untuk mengkomunikasikan hasil proses dengan pengguna. Pengguna dapat melihat hasilnya lewat Hexadesimal Display.

11/20/2016

Bus W

8

Output Port 3

8

Output Port 4

8

Hexadecimal Display SERIAL OUT ACKNOWLEDGE


12

11/20/2016

Jalur 2 Arah Bus W

Hexadecimal Keyboard encoder 8

ACKNOWLEDGE

8

Input Port 2

8

PC

16

MAR

16

Accumulator 8

Input Port 1 0 READY SERIAL IN 7

ALU

8

TMP

8

B

8

C

2

FLAGS

n

(a)

(b)

(a) JALUR SATU ARAH

8

8

n

(b) JALUR DUA ARAH

16

(satu untuk IN satu

64K Memory

untuk OUT)

8 8

IR

8

8

Output Port 3

8

Output Port 4

8

Hexadecimal Display

0

SERIAL OUT

7

ACKNOWLEDGE

8

MDR

Controller/ Sequencer

13

11/20/2016


13

11/20/2016

Instruction Set SAP-2 (1) Instruksi terdiri dari 2 bagian :



Operational code (Opcode)



Operand (nilai yang dioperasikan)



Kebutuhan memori untuk operand tergantung jenis instruksi.



Terdapat 43 Instruksi pada SAP-2

Contoh : ADD B  op code 80, tidak butuh memori MVI A,18H  op code 3E butuh 1 alamat memori STA 1234H  op code 32 butuh 2 alamat memori 14

11/20/2016


14

11/20/2016

Instruction Set SAP-2 (2)

15

11/20/2016


15

11/20/2016

Jenis-Jenis Instruksi SAP-2 Instruksi Mengacu Memori (Memory Reference Instruction, MRI) Instruksi antar Register Instruksi Lompat dan Pemanggilan (Jump & Call Instruction) Instruksi Logika (Logic Instruction)

Instruksi lain-lain

16

11/20/2016


16

11/20/2016

MRI (Memory Reference Instruction) Yang termasuk ke MRI:

  

LDA (load the accumulator) STA (store the accumulator) MVI (move immediate)

MRI melibatkan pengaksesan memori 2x, yaitu saat fetch dan eksekusi, sehingga lama.

17

11/20/2016


17

11/20/2016

MRI LDA : menyalin data memori pada alamat tertentu ke dalam akumulator.



Format instruksi : LDA Alamat

STA : menyalin data dari akumulator ke memori pada alamat tertentu.



Format instruksi : STA Alamat

MVI : menyalin data 8 bit ke dalam register A, B atau C.

 18

Format instruksi : MVI Register, byte

11/20/2016


18

11/20/2016

Instruksi Antar Register Proses perpindahan data tidak menggunakan memori. Terjadi antar register secara langsung. Lebih cepat daripada MRI. Contoh :

 MOV (move; untuk move register)  ADD

 SUB  INR (Increment)  DCR (Decrement) 19

11/20/2016


19

11/20/2016

Instruksi Antar Register MOV : menyalin data 8 bit dari satu register ke register lain. Operand yang terlibat adalah register A, B, C.



Format instruksi : MOV Register Tujuan, Register Asal

ADD dan SUB : menambah atau mengurangi nilai accumulator dengan nilai register tertentu dan hasilnya disimpan di accumulator. Register yang terlibat adalah register B dan C.



Format instruksi : ADD Register SUB Register

INR dan DCR : menambahkan nilai 1 (INR) atau mengurangkan nilai 1 (DCR) pada register. Register yang terlibat sebagai operand adalah A, B, C.



Format instruksi : INR Register DCR Register

20

11/20/2016


20

11/20/2016

Instruksi Jump 

Berfungsi untuk memungkinkan prosesor mengeksekusi instruksi tidak secara berurutan.



Nilai PC dapat diubah sesuai dengan kondisi dan instruksi lompat atau pemanggilan.



Contoh :

 21



JMP (Jump)



JM (Jump if Minus)



JZ (Jump if Zero)



JNZ (Jump if Not Zero)

Di antara keempat instruksi, JMP termasuk instruksi lompatan tidak bersyarat (uncoditional jump) dan JM, JZ, JNZ adalah lompatan bersyarat (conditional jump) 11/20/2016


21

11/20/2016

Instruksi Jump JMP : instruksi lompatan tidak bersyarat yang mengakibatkan prosesor mengalihkan eksekusi program sesuai dengan alamat tujuan lompatan.



Format instruksi : JMP Alamat

JM : instruksi lompatan bersyarat. Prosesor akan memeriksa flag sign keluaran dari ALU. Jika Sign 1 (negatif) maka lompatan dilakukan.



Format instruksi : JM Alamat

JZ: instruksi lompatan bersyarat. Prosesor akan memeriksa zero keluaran dari ALU. Jika flag Zero 1 (nol) maka lompatan dilakukan



Format instruksi : JZ Alamat

JNZ: instruksi lompatan bersyarat. Prosesor akan memeriksa zero keluaran dari ALU. Jika flag Zero 0 (hasil ALU tidak 0) maka lompatan dilakukan. Format instruksi : JNZ Alamat 22

11/20/2016


22

11/20/2016

Instruksi CALL & RET (return) Konsep sub rutin memudahkan pembagian tugas utama yang diselesaikan oleh program utama dan sub-program. Bagian yang sering dieksekusi tidak harus terus menerus ditulis dalam program utama. Bagian ini dapat ditulis secara terpisah pada alamat tertentu, disebut subrutin atau prosedur. CALL adalah instruksi untuk memanggil subrutin. RETURN untuk mengakhirinya. Format Instruksi: CALL Alamat

23

11/20/2016


23

11/20/2016

Flag

24

11/20/2016


24

11/20/2016

Instruksi Logika Dikerjakan oleh ALU Proses logika adalah proses yang didasarkan pada peraturan aljabar logika

25



CMA (complement the accumulator)



ANA (and the accumulator)



ORA (or the accumulator)



XRA (xor the accumulator)



ANI (and Immediate)



ORI (or immediate)



XRI (xor immediate)



CMP (Compare the Accumulator)

11/20/2016


25

11/20/2016

Instruksi Logika (1) CMA : melakukan komplemen isi akumulator, yaitu mengubah setiap bit dalam akumulator dengan nilai kebalikannya.



Format instruksi : CMA

ANA : melakukan operasi AND isi akumulator dengan isi register lain bit per bit. Register operand yaitu register B, C.



Format instruksi : ANA Register

ORA : melakukan operasi OR isi akumulator dengan isi register lain bit per bit. Register operand yaitu register B, C.

 26

Format instruksi : ORA Register

11/20/2016


26

11/20/2016

Instruksi Logika (2) XRA : melakukan operasi XOR isi akumulatir dengan isi register lain bit per bit. Register operand yaitu register B, C.



Format instruksi : XRA Register

ANI : melakukan operasi AND isi akumulator dengan suatu nilai 8 bit.



Format instruksi : ANI byte

ORI : melakukan operasi OR isi akumulator dengan isi suatu nilai 8 bit



Format instruksi : ORI byte

XRI : melakukan operasi XOR isi akumulatOr dengan isi suatu nilai 8 bit

 27

Format instruksi : XRI byte

11/20/2016


27

11/20/2016

Instruksi Lain-Lain 

nop (no operation): Prosesor tidak melakukan apa-apa.



IN (input): Untuk memindahkan data dari register masukan ke akumulator. Format instruksi : IN byte



HLT (HALT) : tanda akhir dari program



OUT (output): Memindahkan data dari akumulator ke register keluaran.



RAL (Rotate the accumulator left): Memutar nilai akumulator ke kiri satu bit.



RAR (Rotate the accumulator akumulator ke kanan satu bit

28

11/20/2016

right):

Memutar

nilai


28

11/20/2016

Tugas 7: SAP-2 Soal dapat dilihat di danstama.staff.telkomuniversity.ac.id dan idea.telkomuniversity.ac.id Aturan pengerjaan tugas:



Tugas dikerjakan secara kelompok dengan 1 kelompok terdiri 3 mahasiswa.



1 mahasiswa dalam kelompok tersebut mengerjakan 1 soal.



Jawaban tugas ditulis pada kertas folio bergaris yang dilengkapi dengan nama, nim, kelas dan soal yang dikerjakan.

Tugas dikumpulkan secara offline paling lambat:

29



D3IF-40-01, Senin, 28 November 2016 pukul 10.20 WIB di KU3.07.09



D3IF-40-03, Selasa, 29 November 2016 pukul 08.20 WIB di G8



D3IF-40-04, Selasa, 29 November 2016 pukul 16.00 WIB di KU3.07.21

11/20/2016


29

11/20/2016

Referensi Albert Paul Malvino. “Digital Computer Electronics, 3rd Edition: Halaman 173 - 193”

30

11/20/2016


30

11/20/2016

THANK YOU 11/20/2016 31


31

DCH1B3 Konfigurasi Perangkat Keras Komputer SAP-2

Recommend Documents