Selasa, 02 November 2010


Komponen digital yang berisi IC,dekoder,multi plekser,register,pencacah biner

IC ( Integrated Circuit )
IC (Integrated Circuit) merupakan komponen semikonduktor yang di dalamnya terdapat puluhan, ratusan atau ribuan, bahkan lebih komponen dasar elektronik yang terdiri dari sejumlah komponen resistor, transistor, diode, dan komponen semikonduktor lainnya. Komponen dalam IC tersebut membentuk suatu rangkaian yang terintegrasi menjadi sebuah rangkaian berbentuk chip kecil.
IC digunakan untuk beberapa keperluan pembuatan peralatan elektronik agar mudah dirangkai menjadi peralatan yang berukuran relatif kecil. Sebelum adanya IC, hampir seluruh peralatan elektronik dibuat dari satuan komponen yang dihubungkan satu sama lainnya menggunakan kawat atau kabel.IC dibalut dalam kemasan tertentu agar dapat terlindungi dari gangguan luar seperti terhadap kelembaban debu dan kontaminasi zat lainnya. Kemasan IC dibuat dari bahan ceramic dan plastic, serta didesain untuk mudah dalam pemasangan dan penyambungannya. IC dapat bekerja dengan diberikan catuan tegangan 5 – 12 volt sesuai dengan tipe IC nya. Jika diberikan masukan tegangan lebih dari batas yang telah ditentukan maka IC tersebut akan rusak.

Keunggulan dan kekurangan IC

Keunggulan IC
IC telah digunakan secara luas diberbagai bidang, salah satunya dibidang industri Dirgantara, dimana rangkaian kontrol elektroniknya akan semakin ringkas dan kecil sehingga dapat mengurangi berat Satelit, Misil dan jenis-jenis pesawat ruang angkasa lainnya. Desain komputer yang sangat kompleks dapat dipermudah, sehingga banyaknya komponen dapat dikurangi dan ukuran motherboardnya dapat diperkecil. Contoh lain misalnya IC digunakan di dalam mesin penghitung elektronik (kalkulator), juga telepon seluler (ponsel) yang bentuknya relative kecil. Di era teknologi canggih saat ini, peralatan elektronik dituntut agar mempunyai ukuran dan beratnya seringan dan sekecil mungkin dan hal itu dapat dimungkinkan dengan penggunaannya IC. Selain ukuran dan berat IC yang kecil dan ringan, IC juga memberikan keuntungan lain yaitu bila dibandingkan dengan sirkit - sirkit konvensional yang banyak menggunakan komponen IC dengan sirkit yang relatif kecil hanya mengkonsumsi sedikit sumber tenaga dan tidak menimbulkan panas berlebih sehingga tidak membutuhkan pendinginan (cooling system).

Kelemahan IC
Kelemahan IC atau kategori IC itu dapat dikatakan rusak antara lain adalah keterbatasannya di dalam menghadapi kelebihan arus listrik yang besar, dimana arus listrik berlebihan dapat menimbulkan panas di dalam komponen, sehingga komponen yang kecil seperti IC akan mudah rusak jika timbul panas yang berlebihan. Demikian pula keterbatasan IC dalam menghadapi tegangan yang besar, dimana tegangan yang besar dapat merusak lapisan isolator antar komponen di dalam IC. Contoh kerusakan misalnya, terjadi hubungan singkat antara komponen satu dengan lainnya di dalam IC, bila hal ini terjadi, maka IC dapat rusak dan menjadi tidak berguna.
Contoh IC
TTL (Transistor – Transistor Logic)
IC yang paling banyak digunakan secara luas saat ini adalah IC digital yang dipergunakan untuk peralatan komputer, kalkulator dan system kontrol elektronik. IC digital bekerja dengan dasar pengoperasian bilangan Biner Logic (bilangan dasar 2) yaitu hanya mengenal dua kondisi saja 1(on) dan 0 (off).
 Jenis IC digital terdapat 2(dua) jenis yaitu TTL dan CMOS. Jenis IC-TTL dibangun dengan menggunakan transistor sebagai komponen utamanya dan fungsinya dipergunakan untuk berbagai variasi Logic, sehingga dinamakan Transistor.

Decoder

Decoder merupakan rangkaian kombinasional yang mempunyai masukkan (input) sebanyak n dan keluarannya (output) sebanyak 2 n. Decoder berfungsi untuk mengaktifkan salah satu dari saluran keluarannya untuk setiap pola masukan yang berbeda-beda. Decoder bersifat active low dan dilengkapi dengan saluran masukan enable low. Keluaran bersifat active lowlow atau memiliki tegangan rendah. Enable berfungsi untuk mengaktifkan atau me-nonaktif-kan rangkaian. Enable low maksudnya rangkaian akan aktif jika enable diberi masukan low atau tegangan rendah.

Multiplexer

Multiplexer merupakan rangkaian kombinasional yang memiliki masukan sejumlah 2n bit, n selector dan satu output. Multiplexer disebut juga data selector karena selector pada rangkaian multiplexer berfungsi untuk memilih data pada input mana yang akan dilewatkan ke output. Seperti decoder, multiplexer juga memiliki enable yang bersifat low yang berfungsi untuk mengaktifkan atau me-non-aktif-kan rangkaian.

     Register
     Komponen Register ini merupakan wadah penyimpan pada internal CPU yang bekerja pada saat terjadinya proses pengolahan data. Memori Register ini memang bersifat sementara dan hanya dipakai untuk menyimpan ragam data saat dilakukan pengolahan ataupun pengolahan terusannya.

     Pencacah Biner
     Pencacah merupakan suatu rangkaian logika yang berfungsi untuk mencacahjumlah pulsa pada bagian input dan keluaran berupa digit biner,dengan saluran tersendiri untuk setiap pangkat dua 2, 21, 22 dan seterusnya . Pencacah terdiri dari flip-flop yang diserikan dimana keadaan arus keluaranya ditahan sampai ada clock .
     Pencacah dapat dibagi menjadi dua tipe, yaitu Synchronous dan Asynchonous. dimana keduanya dibedakan dengan bagaimana cara diclock.
          Pencacah Asynchonous didisain dengan menggunakan flip-flop pada keadaan toggle. Flip-flop JK atau D dapat dibuat kedalam keadaan toglle. Flip-flop JK dapat dibuat dalam keadaan toglle dengan menghubungkan kedua input J dan K pada logika 1(high). Sedangkan untuk flip-flop tipe D, dapat dibuat dalam keadaan toglle
dengan menghubungkan keluaran Q kembali ke input.
          Pencacah asynchonous bekerja dengan mengkaskade seri flip-flop dalam keadaan togle secara bersamaan. Keluaran tiap-tiap flip-flop digunakan sebagai clock untuk flip-flop berikutnya secara berurutan. Hal ini menyebabkan flip-flop berubah secara asynchonous, seperti gelombang. Pencacah asynchonous lebih dikenal
sebagai pencacah ripple.



Referensi : Goggle

Arsitektur set intruksi berupa jenis intruksi teknik pengalamatan, system bust, CPU dan I/O


ARSITEKTUR SET INSTRUKSI
MATERI OR-AR KOMPUTER

KARAKTERISTIK DAN FUNGSI SET INSTRUKSI
  • Operasi dari CPU ditentukan oleh instruksi-instruksi yang dilaksanakan atau dijalankannya. Instruksi ini sering disebut sebagai instruksi mesin (mechine instructions) atau instruksi komputer (computer instructions).
  • Kumpulan dari instruksi-instruksi yang berbeda yang dapat dijalankan oleh CPU disebut set Instruksi (Instruction Set).
ELEMEN-ELEMEN DARI INSTRUKSI MESIN (SET INSTRUKSI)
  • Operation Code (opcode)     : menentukan operasi yang akan dilaksanakan
  • Source Operand Reference  : merupakan input bagi operasi yang akan dilaksanakan
  • Result Operand Reference   : merupakan hasil dari operasi yang dilaksanakan
  • Next instruction Reference  : memberitahu CPU untuk mengambil (fetch) instruksi
berikutnya setelah instruksi yang dijalankan selesai.

Source dan result operands dapat berupa salah
Satu diantara tiga jenis berikut ini:
  • Main or Virtual Memory
  • CPU Register
  • I/O Device


DESAIN SET INSTRUKSI
Desain set instruksi merupakan masalah yang sangat komplek yang melibatkan banyak aspek, diantaranya adalah:
1. Kelengkapan set instruksi
2. Ortogonalitas (sifat independensi instruksi)
3. Kompatibilitas :
- Source code compatibility
- Object code Compatibility

Selain ketiga aspek tersebut juga melibatkan hal-hal sebagai berikut:
1. Operation Repertoire: Berapa banyak dan operasi apa saja yang disediakan, dan berapa sulit       operasinya
2. Data Types: tipe/jenis data yang dapat olah
Instruction Format: panjangnya, banyaknya alamat, dsb.
3. Register: Banyaknya register yang dapat digunakan
4.Addressing: Mode pengalamatan untuk operand 
FORMAT INSTRUKSI
  • Suatu instruksi terdiri dari beberapa field yang sesuai dengan elemen dalam instruksi tersebut. Layout dari suatu instruksi sering disebut sebagai Format Instruksi (Instruction Format).


OPCODE
OPERAND REFERENCE
OPERAND REFERENCE

JENIS-JENIS OPERAND
  • Addresses
  • Numbers : - Integer or fixed point
- Floating point
- Decimal (BCD)
Characters : - ASCII
- EBCDIC
  • Logical Data : Bila data berbentuk binary: 0 dan 1

JENIS INSTRUKSI
  • Data processing         : Arithmetic dan Logic Instructions
  • Data storage               : Memory instructions
  • Data Movement         : I/O instructions
  • Control                       : Test and branch instructions

TRANSFER DATA
  • Menetapkan lokasi operand sumber dan operand tujuan.
  • Lokasi-lokasi tersebut dapat berupa memori, register atau bagian paling atas daripada stack.
  • Menetapkan panjang data yang dipindahkan.
  • Menetapkan mode pengalamatan.
  • Tindakan CPU untuk melakukan transfer data adalah :
a. Memindahkan data dari satu lokasi ke lokasi lain.
b. Apabila memori dilibatkan :
·         Menetapkan alamat memori.
·         Menjalankan transformasi alamat memori virtual ke alamat memori aktual.
·         Mengawali pembacaan / penulisan memori

Operasi set instruksi untuk transfer data :
  • MOVE                        : memindahkan word atau blok dari sumber ke tujuan
  • STORE                      : memindahkan word dari prosesor ke memori.
  • LOAD                        : memindahkan word dari memori ke prosesor.
  • EXCHANGE             : menukar isi sumber ke tujuan.
  • CLEAR / RESET     : memindahkan word 0 ke tujuan.
  • SET                            : memindahkan word 1 ke tujuan.
  • PUSH                                     : memindahkan word dari sumber ke bagian paling atas stack.
  • POP                            : memindahkan word dari bagian paling atas sumber


ARITHMETIC
·   Tindakan CPU untuk melakukan operasi arithmetic :
1. Transfer data sebelum atau sesudah.
2. Melakukan fungsi dalam ALU.
3. Menset kode-kode kondisi dan flag.
·   Operasi set instruksi untuk arithmetic :
1. ADD : penjumlahan                                                5. ABSOLUTE
2. SUBTRACT : pengurangan                                    6. NEGATIVE
3. MULTIPLY : perkalian                                          7. DECREMENT
4. DIVIDE : pembagian                                             8. INCREMENT
Nomor 5 sampai 8 merupakan instruksi operand tunggal.

LOGICAL
  • Tindakan CPU sama dengan arithmetic
  • Operasi set instruksi untuk operasi logical :
1. AND, OR, NOT, EXOR
2. COMPARE : melakukan perbandingan logika.
3. TEST           : menguji kondisi tertentu.
4. SHIFT         : operand menggeser ke kiri atau kanan menyebabkan
  konstanta pada ujung bit.
5. ROTATE    : operand menggeser ke kiri atau ke kanan dengan
  ujung yang terjalin.
CONVERSI
  • Tindakan CPU sama dengan arithmetic dan logical.
  • Instruksi yang mengubah format instruksi yang beroperasi terhadap format data.
  • Misalnya pengubahan bilangan desimal menjadi bilangan biner.
  • Operasi set instruksi untuk conversi :
1. TRANSLATE         : menterjemahkan nilai-nilai dalam suatu bagian
  memori berdasrkan tabel korespodensi.
2. CONVERT                         : mengkonversi isi suatu word dari suatu bentuk
  ke bentuk lainnya.
INPUT / OUPUT
  • Tindakan CPU untuk melakukan INPUT /OUTPUT :
1. Apabila memory mapped I/O maka menentukan alamat
2. Mengawali perintah ke modul I/O memory mapped.
  • Operasi set instruksi Input / Ouput :
1. INPUT                    : memindahkan data dari pernagkat I/O tertentu ke
  tujuan
2. OUTPUT                : memindahkan data dari sumber tertentu ke
              perangkat I/O
3. START I/O             : memindahkan instruksi ke prosesor I/O untuk
  mengawali operasi I/O
4. TEST I/O                : memindahkan informasi dari sistem I/O ke tujuan
TRANSFER CONTROL
  • Tindakan CPU untuk transfer control :
Mengupdate program counter untuk subrutin , call / return.
  • Operasi set instruksi untuk transfer control :
1. JUMP (cabang)                 : pemindahan tidak bersyarat dan memuat PC
 dengan alamat tertentu.
2. JUMP BERSYARAT      : menguji persyaratan tertentu dan memuat PC dengan                 alamat tertentu atau tidak melakukan apa tergantung dari  persyaratan.
3. JUMP SUBRUTIN           : melompat ke alamat tertentu.
4. RETURN                           : mengganti isi PC dan register lainnya yang berasal
 dari lokasi tertentu.
5. EXECUTE                        : mengambil operand dari lokasi tertentu dan
  mengeksekusi sebagai instruksi
6. SKIP                                   : menambah PC sehingga melompati instruksi
  berikutnya.
7. SKIP BERSYARAT         : melompat atau tidak melakukan apa-apa berdasarkan      pada persyaratan
 
8. HALT                                 : menghentikan eksekusi program.
9. WAIT (HOLD)                  : melanjutkan eksekusi pada saat persyaratan dipenuhi.

10. NO OPERATION           : tidak ada operasi yang dilakukan.


CONTROL SYSTEM
  • Hanya dapat dieksekusi ketika prosesor berada dalam keadaan khusus tertentu atau sedang mengeksekusi suatu program yang berada dalam area khusus, biasanya digunakan dalam sistem operasi.
  • Contoh : membaca atau mengubah register kontrol.
JUMLAH ALAMAT (NUMBER OF ADDRESSES)
  • Salah satu cara tradisional untuk menggambarkan arsitektur prosessor adalah dengan melihat jumlah alamat yang terkandung dalam setiap instruksinya.
  • Jumlah alamat maksimum yang mungkin diperlukan dalam sebuah instruksi :
1. Empat Alamat ( dua operand, satu hasil, satu untuk alamat instruksi berikutnya)
2. Tiga Alamat (dua operand, satu hasil)
3. Dua Alamat (satu operand merangkap hasil, satunya lagi operand)
4. Satu Alamat (menggunakan accumulator untuk menyimpan operand dan hasilnya)

Macam-macam instruksi menurut jumlah operasi yang dispesifikasikan
1. O – Address Instruction
2. 1 – Addreess Instruction.
3. N – Address Instruction
4. M + N – Address Instruction


Macam-macam instruksi menurut sifat akses terhadap memori atau register
1. Memori To Register Instruction
2. Memori To Memori Instruction
3. Register To Register Instruction

ADDRESSING MODES
Jenis-jenis addressing modes (Teknik
Pengalama-tan) yang paling umum:
  • Immediate
  • Direct
  • Indirect
  • Register
  • Register Indirect
  • Displacement
  • Stack