Simple As Posible 2 (bag-1)

Simple As Posible – 2 (bag-1) (Pertemuan ke-17)

Disusun ulang oleh: Andrian Rakhmatsyah Diedit ulang oleh: Endro Ariyanto

Prodi S1 Teknik Informatika Fakultas Informatika

Universitas Telkom

Maret 2016

Arsitektur SAP-2

Organisasi dan Arsitektur Komputer – CSG2G3/2016 #1

Arsitektur SAP-2 vs SAP -1 Cp CLK

L A

8 Program Counter

Accumulator A

4

CLR Ep

8

E A

L M

CE

I

8

CLK

Instruction Register

CLR E

8

8

8

L

RAM 16 x 8

S 4

8

CLK

Input & MAR

CLK

Adder/Substractor

B Register

Output Register

E

L

U U

B

CLK

L

O

CLK

4

I

CLK ControllerSequencer

CLK

Binary Display

CLR CLR

SAP-1 BLOCK ARCHITECTURE


Komponen SAP-2 (1) HEXADECIMAL KEYBOARD ENCODER  Untuk memasukkan instruksi dan data hexadesimal  Dihubungkan dengan Input Port 1  Mengirimkan sinyal READY sebagai bit-0 pada port 2  Bit READY ini mengindikasikan data pada port 1 sudah valid INPUT PORT 1  Menerima masukan dari HEXADECIMAL KEYBOARD ENCODER INPUT PORT 2  Menerima sinyal SERIAL IN dari input port 1  Untuk mengirimkan data ke peripheral Organisasi dan Arsitektur Komputer – CSG2G3/2016 #3

Komponen SAP-2 (2) PROGRAM COUNTER  Menunjukkan alamat instruksi selanjutnya yang akan dieksekusi  Memiliki 16-bit (2 byte): 0000H – FFFFH MAR (MEMORY ADDRESS REGISTER)  Menyimpan alamat memori dari instruksi/data  Menerima masukan dari PC sebanyak 2 byte

MEMORI  Memiliki ukuran 64K x 8 bit. Terbagi menjadi 2 bagian.  ROM: Alamat 0000H – 07FFH (=2K) berisi program monitor (inisialisasi, decode masukan dari keyboard)  RAM: Alamat 08FFH – FFFFH (=62K), user program Organisasi dan Arsitektur Komputer – CSG2G3/2016 #4

Komponen SAP-2 (3) MDR (MEMORY DATA REGISTER)  Menyimpan data sementara dari Memori (RAM)  Untuk Akses Memori :  Akses Baca : Memori  MDR  Bus  Register  Akses Tulis : Register  Bus  MDR  Memori

INSTRUCTION REGISTER  Register tempat penyimpanan instruction set (decode)  Berisi Opcode 8-bit CONTROL UNIT  Penghasil word kendali ACCUMULATOR  Penyangga data operand atau hasil aritmatika/logik Organisasi dan Arsitektur Komputer – CSG2G3/2016 #5

Komponen SAP-2 (4) ALU (ARITHMATIC LOGIC UNIT)  Unit pemroses aritmatika FLAGS  Register yang mengikuti hasil proses Aritmatik/Logika pada ALU.  Berukuran 2-bit. Menyimpan status S (Sign) dan Z (Zero)  S = 1 jika Accumulator (A) < 0 dan sebaliknya  Z = 1 jika Accumulator (A) = 0 dan sebaliknya TMP Register, B Register and C Register  Penyimpan data operand kedua untuk operasi aritmatika/Logik


Komponen SAP-2 (5) OUTPUT PORT 3  Penyimpan data Accumulator yang akan ditampilkan di Hexadesimal Display HEXADECIMAL DISPLAY  Menampilkan isi Accumulator dari Output Port 3 OUTPUT PORT 4  Pin ke-7 (bit-7) dapat digunakan sebagai ACKNOWLEDGE (ACK) sinyal ke Hexadecimal encoder  Sinyal (bit) ACK dan bit READY ini bagian dari konsep Handshaking  Penyimpan data Accumulator yang akan ditampilkan secara SERIAL (dari pin/bit-0)


Pemrosesan Instruksi 1.Fase Pengambilan (Fetch Cycle), bersifat tetap yaitu 3 pulsa – – –

T1 : Address State T2 : Increment State T3 : Memory State

2.Fase Eksekusi (Execution Cycle), jumlah pulsa tergantung instruksi


Klasifikasi Instruksi (1) • Instruksi Beracuan Memori (MRI) – LDA (Load Accumulator) – STA (Store Accumulator) – MVI (Move Immediate)

• Instruksi Register – – – – –

MOV (move) ADD SUB (substract) INR (increment) DCR (decrement)


Klasifikasi Instruksi (2) • Instruksi Jump dan CALL • • • • • •

JMP (jump) JM (jump if minus) JZ (jump if zero) JNZ (jump if not zero) CALL (call the subroutine) RET (return)

• Instruksi Logika – 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)


Klasifikasi Instruksi (3)

• Instruksi Lain – NOP (No Operation) – HLT (Halt) – IN (Input) – OUT (Output) – RAL (Rotate the Accumulator Left) – RAR (Rotate the Accumulator Right)


Klasifikasi Instruksi (4) Modus Pengalamatan 1. Pengalamatan langsung (Direct Addressing) Contoh : LDA address 2. Pengalamatan Segera (Immediate Addressing) Contoh : MVI A, byte 3. Pengalamatan Register (Register Addressing) Contoh : MOV A, B 4. Pengalamatan Tersirat (Implied Addressing) Contoh : RAL Organisasi dan Arsitektur Komputer – CSG2G3/2016 #12

Instruksi Beracuan Memori (MRI) (1) Dibagi menjadi 2 1. Operand berupa alamat Format Dasar : Opcode, address Contoh : LDA 2000H 2. Operand berupa nilai konstanta (byte) Format Dasar : Opcode, byte Contoh : MVI A, 49H


Instruksi Beracuan Memori (MRI) (2) Format instruksi :  LDA address  STA address

; LDA adalah opcodenya ; STA adalah opcodenya

Contoh Initial :  AddrMem 2000H = 8AH LDA 2000H STA 7FFFH Final :  AddrMem 2000H = 8AH  Accumulator (A) = 8AH  AddMem 7FFFH = 8AH

; A  CON(2000H) ; AddrMem 7FFFH  CON(A)


Instruksi Beracuan Memori (MRI) (3) Format instruksi : MVI A, byte  MVI B, byte  MVI C, byte

; MVI reg, … adalah opcode ; byte = nilai dalam ukuran byte

Contoh Initial :  Register A = 8AH; B = 00H; C = 00H MVI A, 00H ; CON(A)  00H MVI B, 8AH ; CON(B)  8AH MVI C, 8AH ; CON(C)  8AH Final :  A = 00H  B = C = 8AH Organisasi dan Arsitektur Komputer – CSG2G3/2016 #15

Instruksi Beracuan Memori (MRI) (4)

Instruction

Opcode

T States Flags

Addressing

Bytes

LDA address

3AH

13

STA address

32H

MVI A, byte

Arti

None

Direct

3

A  Maddress

13

None

Direct

3

Maddress A

3EH

7

None

Immediate

2

A  byte

MVI B, byte

06H

7

None

Immediate

2

B  byte

MVI C, byte

0EH

7

None

Immediate

2

C  byte


Instruksi Beracuan Memori (MRI) (5) Contoh : Tunjukkan mnemonik dari program untuk,  Mengisi akumulator dengan 49H,  Mengisi register B dengan 4AH  Mengisi register C dengan 4BH, dan kemudian  Menyimpan isi Accumulator ke lokasi memori 6285H. Terjemahkan ke dalam bahasa mesin mulailah pada alamat 2000H!

Jawab : MVI A,49H MVI B,4AH MVI C,4BH STA 6285H HLT

; A  49H ; B  4AH ; C  4BH ; CON(6285H)  49H ; Selesai Organisasi dan Arsitektur Komputer – CSG2G3/2016 #17

Instruksi Beracuan Memori (MRI) (6) Alamat Isi 2000H 2001H 2002H 2003H 2004H 2005H 2006H 2007H 2008H 2009H

Mnemonik 3EH MVI A, 49H 49H 06H MVI B, 4AH 4AH 0EH MVI C, 4BH 4BH 32H STA 6285H 85H 62H 76H HLT

; Big Endian


Instruksi Register (1) Instruction Opcode T Flags

Addressing Bytes

Arti

ADD B

80H

4

S, Z

Register

1

;AA+B

ADD C

81H

4

S, Z

Register

1

;AA+C

DCR A

3DH

4

S, Z

Register

1

;AA–1

DCR B

05H

4

S, Z

Register

1

;BB–1

DCR C

0DH

4

S, Z

Register

1

;CC–1

INR A

3CH

4

S, Z

Register

1

;AA+1

INR B

04H

4

S, Z

Register

1

;BB+1

INR C

0CH

4

S, Z

Register

1

;CC+1


Instruksi Register (2) Instruction

Opcode

T

Flags

Addressing

Bytes

Arti

MOV A, B

78H

4

None

Register

1

;AB

MOV A, C

79H

4

None

Register

1

;AC

MOV B, A

47H

4

None

Register

1

;BA

MOV B, C

41H

4

None

Register

1

;BC

MOV C, A

4FH

4

None

Register

1

;CA

MOV C, B

48H

4

None

Register

1

;CB

SUB B

90H

4

S, Z

Register

1

;AA–B

SUB C

91H

4

S, Z

Register

1

;AA-C


Instruksi Register (3) Contoh, Buatlah Program SAP-2 untuk penjumlahan angka-angka desimal 23 dan 45. Jawabannya disimpan pada lokasi memori 5600H. Kemudian jawaban itu ditambahkan dengan 1 dan disimpan di register C!

Jawab MVI A,17H MVI B,2DH ADD B STA 5600H INR A MOV C, A HLT

; A  23d ; B  45d ; A  23d + 45d ; M5600H  68d ; A  68d + 1d ; C  69d ; Selesai Organisasi dan Arsitektur Komputer – CSG2G3/2016 #21

Instruksi Jump dan CALL (1) SAP-2 memiliki 3 macam instruksi Jump (lompat) Jump tanpa syarat Jump bersyarat Subrutin

Instruksi ini mengubah urutan program, program akan berpindah ke bagian program lainnya


Instruksi Jump dan CALL (2) Instruction

Opcode

T

Flags

Addressing

Bytes

Arti

CALL address

CDH

18

None

Immediate

3

PC  address

JM address

FAH

10/7

None

Immediate

3

PC  address jika S = 1

JMP address

C3H

10

None

Immediate

3

PC  address

JNZ address

C2H

10/7

None

Immediate

3

PC  address jika Z = 0

JZ address

CAH

10/7

None

Immediate

3

PC  address jika Z = 1

RET

C9H

10

None

Implied

1

PC  Return address


Instruksi Jump (1) Misal,

address 2005H

Instruksi JMP 3000H

2000H

………………… ………………… ………………… JMP 3000H 00H 30H MOV A, B … MOV B, C .................. …………………

Ilustrasi

2005H 2006H 2007H 2008H … 3000H

; PC  2006H ; PC  2007H ; PC  3000H

; PC  3001H


Instruksi Jump (2) Contoh, Lakukan assembli-tangan pada program di bawah ini dimulai dari lokasi memori 2000H: MVI C,03H DCR C JZ 2009H JMP 2002H HLT


Instruksi Jump (3) Jawab Alamat 2000H 2001H 2002H 2003H 2004H 2005H 2006H 2007H 2008H 2009H

Isi 0EH 03H 0DH CAH 09H 20H C3H 02H 20H 76H

Simbolik MVI C,03H DCR C JZ 2009H

JMP 2002H

HLT Organisasi dan Arsitektur Komputer – CSG2G3/2016 #26

Instruksi Jump Bersyarat Misal, address Instruksi 2005H JM 3000H Ilustrasi 2000H ………………… ………………… ………………… 2005H JM 3000H ; PC  2006H 2006H ; PC  2007H 2007H ; PC  2008H (7T) atau 3000H (10T) 2008H MOV A, B … … 3000H MOV B, C ; PC  3001H .................. ………………… Organisasi dan Arsitektur Komputer – CSG2G3/2016 #27

Contoh (1) ProMul: Tuliskan program perkalian bilangan desimal 12 dengan 8 Jawab : Label Instruksi Komentar MVI A,00H ; Kosongkan isi A MVI B, 0CH ; Isikan desimal 12 ke B MVI C,08H ; Isikan desimal 8 ke C REPEAT: ADD B ; Tambahkan A dengan B DCR C ; Kurangkan isi C JZ END ; Periksa apakah C = 0 JMP REPEAT ; Ulangi END: HLT ; Berhenti Organisasi dan Arsitektur Komputer – CSG2G3/2016 #28

Contoh (2) Tuliskan Program ProMul dengan menggunakan JNZ kemudian lakukan assembli-tangan! Alamat Isi 2000H 3EH 2001H 00H 2002H 06H 2003H 0CH 2004H 0EH 2005H 08H 2006H 80H 2007H 0DH 2008H C2H 2009H 06H 200AH 20H 200BH 76H

Instruksi MVI A,00H

Label MVI B, 0CH MVI C,08H

ADD B DCR C JNZ 2006H

Instruksi MVI A,00H MVI B, 0CH MVI C,08H LOOP: ADD B DCR C JNZ LOOP END: HLT


Contoh (3) Buatlah program untuk menjumlahkan angka desimal: 19 + 21 + 5 * 8 – 58 dengan menggunakan Instruksi JUMP! Alamat 2000H 2002H 2004H 2005H 2007H 2009H 200AH 200BH 200EH 2011H 2013H 2014H

Mnemonik MVI A,13H MVI B,15H ADD B MVI B,08H MVI C,05H ADD B DCR C JZ 2011H JMP 2009H MVI B,3AH SUB B HLT

Komentar ; A  19 ; B  21 ;AA+B ;B8 ;C5 ;AA+B ;CC-1 ; Lompat jika Z = 1 ; Lompat ; B  58 ;AA-B ; Selesai Organisasi dan Arsitektur Komputer – CSG2G3/2016 #30

Contoh (4)

Alamat 2000H 2001H 2002H 2003H 2004H 2005H 2006H 2007H 2008H 2009H 200AH 200BH 200CH 200DH 200EH 200FH 2010H 2011H 2012H 2013H 2014H

Isi 3EH 13H 06H 15H 80H 06H 08H 0EH 05H 80H 0DH CAH 11H 20H C3H 09H 20H 06H 3AH 90H 76H

Mnemonik MVI A,13H MVI B,15H ADD B MVI B,08H MVI C,05H ADD B DCR C JZ 2011H

JMP 2009H

MVI B,3AH SUB B HLT


CALL & RET (1) • Subroutine yang disimpan di suatu lokasi memori tertentu untuk digunakan oleh program lain. • Analogi sebuah fungsi dalam PASCAL, yang dapat menghasilkan keluaran. • RET digunakan pada setiap akhir sebuah subroutine, artinya memberitahu komputer untuk kembali ke program semula. • Isi Program Counter akan disimpan secara otomatis dalam 2 lokasi memori yaitu FFFEH & FFFFH pada saat instruksi CALL dieksekusi. • Setelah selesai dilaksanakan instruksi RET akan memberitahu komputer agar isi pada 2 lokasi memori FFFEH & FFFFH diisikan ke Program Counter untuk mengembalikan kendali ke program semula. Organisasi dan Arsitektur Komputer – CSG2G3/2016 #32

CALL & RET (2) Buatlah Program pada contoh 6 (di buku) dengan menggunakan CALL dan RET pada proses perkalian 5 * 8 jika lokasi CALL berada di F006H! Alamat Mnemonik 2000H MVI A,13H 2002H MVI B,15H Alamat Mnemonik 2004H ADD B F006H ADD B 2005H MVI B,08H F007H DCR C 2007H MVI C,05H F008H JZ F006H 2009H CALL F006H F00BH RET 200CH MVI B,3AH 200EH SUB B 200FH HLT


CALL & RET (3)

Alamat Isi

Simbolik

F006H F007H F008H F009H F00AH F00BH

ADD B DCR C JZ F006H

80H 0DH CAH 06H F0H C9H

RET

Alamat 2000H 2001H 2002H 2003H 2004H 2005H 2006H 2007H 2008H 2009H 200AH 200BH 200CH 200DH 200EH 200FH

Isi 3EH 13H 06H 15H 80H 06H 08H 0EH 05H CD 06H F0H 06H 3AH 90H 76H

Simbolik MVI A,13H MVI B,15H

ADD B MVI B,08H MVI C,05H CALL F006H

MVI B,3AH SUB B HLT


Referensi • Malvino, Albert Paul; Jerald A. Brown. 1999. “Digital Computer Electronics”.3rd edition. McGraw-Hill. New York


Simple As Posible 2 (bag-1)

Recommend Documents