CONTROL UNIT ( CU )
CU memiliki kepanjangan dari Control Unit . Pengertian Control Unit adalah salah satu unit dari Processor (CPU) yang memiliki fungsi mengontrol atau pengendali dari operasi yang dilakukan oleh ALU ( Arithmetic Logical Unit ) CPU . Output CU akan mengatur aktivitas dari unit lainnya dari perangkat CPU. Pada awal desain komputer, CU diimplementasikan sebagai ad-hoc logic yang susah untuk didesain. Sekarang, CU diimplementasikan sebagai sebuah microprogram yang disimpan di dalam tempat penyimpanan kontrol (control store). Control Unit dan ALU membentuk suatu unit tersendiri yang disebut Central Processing Unit (CPU).
FUNGSI CONTROL UNIT ( CU )
- Mengatur dan mengontrol peralatan dari input dan output.
- Mengambil perintah-perintah dari memori utama.
- Mengambil data dari memori utama kalau diperlukan oleh proses.
- Mengirim instruksi ke ALU ketika ada proses yang bersifat perhitungan aritmatika atau perbandingan.
- logika serta mengawasi kerja.
- Menyimpan hasil proses kedalam memori utama.
Proses Tiga Langkah Karakteristik Control Unit :
- Menentukan elemen dasar prosesor
- Menjelaskan operasi mikro yang akan dilakukan prosesor
- Menentukan fungsi-fungsi yang harus dilakukan control unit agar menyebabkan pembentukan operasi mikro
INPUT OUTPUT CONTROL UNIT
INPUT CONTROL UNIT
Berfungsi untuk menerima dan membaca inputan kemudian meneruskan atau disimpan ke Memory. Yang termasuk dalam inputan Control Unit :
- Clock / pewaktu
Clock / pewaktu adalah cara control unit dalam menjaga waktunya. Unit control menyebabkan sebuah operasi mikro (atau sejumlah operasi mikro yang bersamaan) dibentuk bagi setiap pulsa waktu. Pulsa ini dikenal sebagai waktu siklus prosesor.
- Register instruksi
Register instruksi adalah opcode instruksi saat itu digunakan untuk menentukan operasi mikro mana yang akan dilakukan selama siklus eksekusi.
- FLAG
Flag adalah bagian Input Control Unit yang diperlukan untuk menentukan status prosesor dan hasil operasi ALU sebelumnya.
- Sinyal control
Sinyal control adalah sinyal untuk mengontrol bus adalah Bagian bus control bus system memberikan sinyal-sinyal ke unit control, seperti sinyal-sinyal interupsi dan acknowledgement.
OUTPUT CONTROL UNIT
Berfungsi untuk menerima hasil pengolahan data dari CPU melalui memori. Yang termasuk dalam Output Control Unit :
- Sinyal control didalam prosesor terdiri dari dua macam: sinyal-sinyal yang menyebabkan data dipindahkan dari register yang satu keregister yang lainnya, dan sinyal-sinyal yang dapat mengaktifasi fungsi-fungsi ALU tertentu.
- Sinyal control bagi Bus adalah Control sinyal ini juga terdiri dari dua macam: sinyal control bagi memori dan sinyal control bagi modu-modul I/O.
MACAM-MACAM CONTROL UNIT
A. Single-Cycle CU
Proses di CUl 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. Ada dua bagian pada unit kontrol ini, yaitu proses men-decodeopcode untuk mengelompokkannya menjadi 4 macam instruksi (yaitu di gerbang AND), dan pemberian sinyal kontrol berdasarkan jenis instruksinya (yaitu gerbang OR). Keempat jenis instruksi adalah “R-format” (berhubungan dengan register), “lw” (membaca memori), “sw” (menulis ke memori), dan “beq” (branching). Sinyal kontrol yang dihasilkan bergantung pada jenis instruksinya. Misalnya jika melibatkan memori ”R-format” atau ”lw” maka akan sinyal ”Regwrite” akan aktif. Hal lain jika melibatkan memori “lw” atau “sw” maka akan diberi sinyal kontrol ke ALU, yaitu “ALUSrc”. Desain single-cycle ini lebih dapat bekerja dengan baik dan benar tetapi cycle ini tidak efisien.
B. Multi-Cycle CUa
Unit kontrol yang multi-cycle lebih memiliki banyak fungsi. Dengan memperhatikan state dan opcode, fungsi boolean dari masing-masing outputcontrol 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
Operasi Control Unit
Pada Control Unit terdapat operasi yaitu Siklus Intruksi. Instruksi merupakan bentuk dari pengeksekusian langkah langkah kecil yang biasa disebut dengan Siklus fetch, Siklus Eksekusi, Siklus Pengambilan Tak Langsung, dan Siklus Interrupt.
Masing-masing Siklus masih dapat diuraikan kembali menjadi langkah – langkah yang lebih kecil lagi, yaitu micro-operation. Suatu micro-operation biasanya berupa transfer antar register, transfer antara register dan interface eksternal (seperti system bus), atau suatu operasi ALU biasa ( aritmetik dan logika).
Pengertian Operasi Mikro
Di dalam CU terdapat Operasi yang disebut Operasi Mikro dimana operasi tingkat
rendah yang dapat dilakukan oleh komputer atau CPU sehingga fungsi-fungsi
operasi akan dihasilkan untuk memindahkan data antar register. Salah satu cara
dalam melakukan operasi mikro tersebut dengan menggunakan bahasa transfer
register atau Register Transfer Language (RTL). RTL adalah sebuah bahasa yang
digunakan untuk menjabarkan atau melaksanakan operasi mikro. Untuk
mengungkapkan bahasa RTL ini dapat digunakan notasi RTL yang merupakan aturan
penulisan pemberian instruksi RTL.
Operasi Mikro mengatur fungsi-fungsi sebagai berikut :
- Membuka/menutup suatu gerbang (gate) dari sebuah register ke sebuah bus
- Mentransfer data sepanjang bus
- Memberi inisial sinyal-sinyal kendali seperti READ, WRITE, SHIFT, CLEAR dan SET
- Mengirimkan sinyal-sinyal waktu
- Menunggu sejumlah periode waktu tertentu
- Menguji bit-bit tertentu dalam sebuah register
Prosesor
Prosesor adalah komponen komputer yang merupakan otak yang menjalankan proses
dan pengendali kerja komputer dengan bekerjasama dengan perangkat komputer
lainnya.
Prosesor juga sering disebut dengan ‘Microprosesor’. Bagian-bagian penting dari
prosesor antara lain :
- Aritcmatics Logical Unit (ALU) : Melakukan semua perhitungan aritmatika (matematika) yang terjadi sesuai dengan intruksi program.
- Control Unit (CU) : Pengatur lalu lintas data seperti input, dan output.
- Memory Unit (MU) : Alat penyimpanan kecil yang mempunyai kecepatan akses cukup tinggi.
Elemen Dasar
Elemen dasar pembentuk komputer sebagai pengeksekusi program adalah :
- Prosesor : Mengontrol operasi computer dan melakukan fungsi pengolahan data. Apabila hanya terdapat sebuah prosesor, maka prosesor tersebut disebut central processing unit (CPU).
- Memori utama : Menyimpan data program. Memori ini umumnya volatile. Memori utama juga disebut real memori atau memori primer.
- Modul-modul I/O : Memindahkan data antara computer dengan lingkungan eksternalnya. Lingkungan eksternal terdiri dari bermacam-macam perangkat eksternal, yang meliputi perangkat memori sekunder, peralatan komunikasi, dan terminal.
- Sistem bus : Beberapa struktur dan mekanisme yang melakukan komunikasi antara prosesor, memori utama, dan modul I/O.