Simple As Possible (SAP) - 2 Abdul Syukur
[email protected] http://skurlinux.blogspot.com 085374051884
Arsitektur Komputer SAP-2 Keyboard Heksadesimal
Persamaan dengan SAP-1 :
Sama-sama komputer 8 bit. Kesamaan ini dapat dilihat dari data yang diolah oleh ALU SAP-2 yang masih 8 bit.
W 16
8
Register Masukan 1
8
8
8 8
Serial In
Register Masukan 2
8
Program Counter
16
MAR
16
16
Akumulator A
ALU
2
Flag
8 8
TEMP
8
B
8
C
8
Register Keluaran 3
Memori RAM 64 KB 8
8
Memory Data Register Register Instruksi
16
8
Peraga Heksadesimal 8
8
PengendaliPengurut CON
8
Register Keluaran 4
Serial Out
Perbedaan SAP-1 dengan SAP-2 Penambahan register-register baru. Penambahan lebar bus menjadi 16 bit (lebar data yang dioperasikan ALU tetap 8 bit). RAM yang tersedia 64 KB. Penambahan kemampuan logika pada ALU. Adanya flag (bendera). Peningkatan jumlah instruksi dari 5 ke 43 instruksi (42 instruksi + 1 instruksi No operation).
Penambahan Register Register-register pada SAP-1 (5 buah) : – – – –
Input Register dan MAR (1 buah) Output Register (1 buah) Register Instruksi (1 buah) Register Aritmatika (2 buah : A dan B)
Register-register pada SAP-2 (11 buah) : – – – – – –
Input Register (2 buah) Output Register (2 buah) Register Instruksi (1 buah) Register Aritmatika (4 buah : A, B, C, TMP) MAR (1 buah) Memory Data Register (MDR, 1 buah)
Penambahan Lebar Bus dan PC Penambahan lebar bus menjadi 16 bit untuk mendukung lebar alamat memori yang dikeluarkan oleh PC. PC mengeluarkan 16 bit alamat berarti dapat mengalamati 216 alamat = 65.536 alamat, dari 0000 H sampai FFFF H 65.536 alamat dengan tiap alamat 8 bit maka : – 65.536 * 8 bit = 524.288 – 524.288 : 8192 = 64 kByte
PC dapat menerima data masukan dari bus W yg bermanfaat untuk instruksi Jump dan pemanggilan subroutine.
RAM 64 KB Kapasitas RAM 64 kB dari alamat 0000 H sampai FFFF H. 2 kB pertama (0000 H s/d 07FF H) untuk program monitor : serangkaian program untuk menampilkan isi input register dan output register ke monitor. 62 kB berikutnya untuk instruksi dan data.
Kemampuan Logika ALU & Flag SAP-1 belum punya ALU tetapi hanya Penambah & Pengurang. SAP-2 sudah memiliki ALU. Adanya Flag : – Sign Flag untuk menandai nilai pada register A negatif (sign flag = 1) atau A positif (sign flag = 0). – Zero Flag untuk menandai nilai pada register A nol (zero flag = 1) atau A bukan nol (zero flag = 0).
Peningkatan Jumlah Instruksi Data yang masuk dari IR ke Pengendali & Pengurut sebanyak 8 bit. 8 bit ini menjadi alamat bagi Pengendali & Pengurut. Kemampuan pengalamatannya 28 = 256 alamat, dari 00 H sd FF H. Tiap alamat berisi 1 signal CON. Dari 256 signal CON didapat 43 instruksi.
Perangkat Instruksi Instruksi terdiri dari 2 bagian, yaitu kode operasi (operation code, opcode) dan yang dioperasikan (operand). Kode operasi lebarnya 8 bit, menempati satu alamat di RAM. Contoh instruksi dengan operand yang berbeda-beda :
Perangkat Instruksi (2) ADD B
:
Kode operasi 80 dan tidak membutuhkan memori untuk operand. MVI A, 18 H : Kode operasi 3E membutuhkan satu alamat RAM untuk operand. STA 4861 H : Kode operasi 32 membutuhkan 2 alamat RAM untuk operand. Misal ketiga instruksi tersebut disimpan pada RAM secara berurutan mulai alamat 1000 H, maka peta isi RAM sebagai berikut :
RAM Alamat
Isi (Biner)
Isi (Hexa)
Instruksi
1000 H
1000 0000
80
ADD B
1001 H
0011 1110
3E MVI A, 18 H
1002 H
0001 1000
18
1003 H
0011 0010
32
1004 H
0110 0001
61
1005 H
0100 1000
48
1006 H
…..
…..
STA 4861 H
…..
Perangkat Instruksi SAP-2 No
Mnemonik
Opcode
No
Mnemonik
Opcode
1
ADD B
80
14
MOV B, C
41
2
ADD C
81
15
MOV C, A
4F
3
DCR A
3D
16
MOV C, B
48
4
DCR B
05
17
STA alamat
32
5
DCR C
0D
18
SUB B
90
6
HLT
76
19
SUB C
91
7
INR A
3C
20
OUT
D3
8
INR B
04
21
MVI A, byte
3E
9
INR C
0C
22
MVI B, byte
06
10
LDA alamat
3A
23
MVI C, byte
0E
11
MOV A, B
78
12
MOV A, C
79
13
MOV B, A
47
Perangkat Instruksi SAP-2 No
Mnemonik
Opcode
No
Mnemonik
Opcode
24
JMP alamat
C3
37
RAR
1F
25
JM alamat
FA
38
RET
C9
26
JNZ alamat
C2
39
XRA B
A8
27
JZ alamat
CA
40
XRA C
A9
28
ANA B
A0
41
XRI byte
EE
29
ANA C
A1
42
IN byte
DB
30
ANI byte
E6
43
NOP
00
31
CALL alamat
CD
32
CMA
2F
33
ORA B
B0
34
ORA C
B1
35
ORI byte
F6
36
RAL
17
Instruksi-Instruksi SAP-2 1. LDA (Load The Accumulator) Mengambil data dari memori dan dipindahkan ke Akumulator. Format :
LDA alamat
Contoh :
LDA 1500H (isi reg A dgn nilai pada alamat 1500H)
2. STA (Store The Accumulator) Mengambil data dari Akumulator dan dipindahkan ke memori. Format : STA alamat Contoh : STA 1501H (isi RAM pada alamat 1501H dengan nilai yg ada pada Akumulator)
Instruksi-Instruksi SAP-2 (2) 3. MVI (Move Immediate) Mengisi register aritmatika (A, B, C) dengan nilai tertentu. Format : Contoh :
MVI register, nilai MVI B, C4H (isi register B dengan nilai C4H)
4. MOV (Move) Menyalin data dari satu register aritmatika ke register aritmatika lain. Format : Contoh :
MOV register, register MOV B, C (isi register B dgn data pd register C).
Instruksi-Instruksi SAP-2 (3) 5 & 6. ADD dan SUB Menambah atau mengurang isi reg A dgn nilai register aritmatika lain dan hasil disimpan pada Akumulator. Format : Contoh :
ADD register atau SUB register ADD B (A = A + B) SUB C (A = A – C)
7 & 8. INR (Increment) dan DCR (Decrement) Menambah atau mengurangi isi sebuah register aritmatika dengan 1. Format : Contoh :
INR register atau DCR register INR B (B = B + 1) DCR C (C = C – 1)
Instruksi-Instruksi SAP-2 (4) 9. JMP (Jump) Instruksi lompatan tidak bersyarat. Prosesor langsung mengalihkan eksekusi program sesuai dengan alamat tujuan lompatan. Format :
JMP alamat
Contoh :
JMP 2500H PC
2500H
Instruksi ini memberitahu prosesor untuk menjalankan instruksi pada alamat 2500H. Proses ini mengubah nilai program counter dengan alamat 2500H.
Instruksi-Instruksi SAP-2 (5) 10. JM (Jump if Minus) Instruksi lompatan bersyarat. Prosesor akan memeriksa flag (Sign) keluaran dari ALU pada operasi sebelumya. Jika sign flag bernilai 1, artinya hasilnya negatif, maka lompatan dilakukan. Jika sebaliknya maka lompatan tidak dilakukan. Format :
JM alamat
Instruksi-Instruksi SAP-2 (6) Contoh : Asumsi : SUB B :
JM 1000H SUB C :
Nilai reg A = 45H, B = 10H, dan C=60H A =A-B = 45H - 10H A = 35H
A A
JM 2600H
=A-C = 35H - 60H = Hasilnya minus (kecil dari 0)
Instruksi-Instruksi SAP-2 (7) Setelah instruksi pertama dieksekusi nilai A positif. Pada instruksi berikutnya (JM 1000H) kondisi syarat untuk lompat tidak dipenuhi maka prosesor mengerjakan instruksi berikutnya (SUB C). Setelah instruksi ketiga isi A bernilai negatif maka pada instruksi ke 4 (JM 2600H) prosesor akan lompat dan mengerjakan instruksi pada alamat 2600H.
Instruksi-Instruksi SAP-2 (8) 11. JZ (Jump if Zero) Instruksi lompatan bersyarat. Prosesor akan memeriksa (flag) Zero keluaran dari ALU sebelumnya. Jika flag Zero bernilai 1, artinya hasilnya 0, maka lompatan akan dilakukan. Jika sebaliknya maka lompatan tidak dilakukan. Format : JZ alamat Contoh : JZ 2500H
Instruksi ini memberitahu prosesor untuk menjalankan instruksi pada alamat 2500H jika zero flag bernilai 1.
Instruksi-Instruksi SAP-2 (9) 12. JNZ (Jump if not Zero) Instruksi lompatan bersyarat. Prosesor akan memeriksa (flag) Zero keluaran dari ALU sebelumnya. Jika flag Zero bernilai 0, artinya hasilnya bukan 0, maka lompatan akan dilakukan. Jika sebaliknya maka lompatan tidak dilakukan. Format : JNZ alamat Contoh : JNZ 2500H
Instruksi ini memberitahu prosesor untuk menjalankan instruksi pada alamat 2500H jika zero flag bernilai 0.
Latihan (1) Berikut adalah potongan sebuah program pada SAP-2. Tentukan nilai akhir pada register Akumulator !
MVI A, 6A H MVI B, 2E H MVI C, 89 H SUB B DCR A ADD C OUT HLT
Latihan (2) Berikut adalah potongan sebuah program pada SAP-2. Tentukan nilai akhir pada register Akumulator !
MVI A, 2C H MVI B, 19 H MVI C, 2A H ADD B DCR C SUB C OUT HLT
Latihan (3) Berikut adalah potongan sebuah program pada SAP-2. Tentukan nilai akhir pada register Akumulator ! MVI A, 2C H MVI B, 19 H MVI C, 3E H ADD B INR A DCR C SUB C OUT HLT
Latihan (4) Berikut adalah potongan sebuah program pada SAP-2. Tentukan nilai akhir pada register C !
MVI A, 17 H MVI B, 2D H ADD B INR A MOV C, A HLT
Latihan (5) Berikut adalah potongan sebuah program pada SAP-2. Tentukan nilai akhir pada RAM di alamat 3AB8 H !
LDA 3AB7 H, 3A H MVI B, 1D H MVI C, 3C H ADD B SUB C ADD 4210 STA 3AB8 H HLT
