Keadaan Alamat - 10-1 arsitektur

Keadaan Alamat
Keadaan T1 disebut keadaan alamat (address State) karena alamat didalam pencacah program (PC ) dipindahkan kepada register alamat memori (MAR) selama keadaan ini.
Gambar 10-3A memperlihatkan bagian-bagian komputer yang aktif selama keadaan T1 (bagian aktif digambarkan terang, dan bagian tidak aktif gelap).
Gambar 10-3 Siklus Pengambilan (a) Keadaan T1 (b) Keadaan T2 (c) Keadaan T3
Selama keadaan alamat Ep dan Lm merupakan bit-bit yang aktif ; sedangkan semua bit kendali yang lain tidak aktif. Ini berarti selama keadaan bagian pengendali – pengurut (CON) mengeluarkan kata kendali berbentuk
CON = Cp Ep M 1 1 A EA Su Eu B o
= 0 1 0 1 1 1 0 0 0 0 1 1
Selama keadaan ini
Keadaan Penambahan
Gambar 10-3b memperlihatkan bagian-bagian aktif dari SAP-1 selama keadaan T2. Keadaan ini disebut keadaan penambahan (increment state) karena hitungan pada encacaph program ditingkatkan (ditambah) selama periode ini. Selama keadaan penambahan bagian pengendali-pengurut menghasilkan sebuah kata-kendali berbentuk :
CON = Cp Ep M 1 1 A EA Su Eu B o
= 1 0 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1
Terlihat disini bahwa CP adalah bit yang aktif
Keadaan Memori
Keadaan T3 disebut keadaan memori (memory state) karena instruksi pada RAM dengan alamat yang ditunjuk dipindahkan dari memori keregister instruksi. Gambar 10 –3c melukiskan bagian-bagian aktif dari SAP-1 selama keadaan memori ini. Selama keadaan ini bit-bit kendali yang aktif hanyalah CE dan L1, dan kata yang dikeluarkan oleh bagian pengendali- pengurut adalah
CON = Cp Ep M 1 1 A EA Su Eu B o
= 0 0 1 0 0 1 1 0 0 0 1 1
Siklus pengambilan
Keadaan-keadaan alamat, penambahan, dan memori disebut siklus pengambilan/ penjemputan (Fetch cycle) dari SAP-1. Selama keadaan alamat, EP dan M aktif ini berarti pencacah program mengaktifkan MAR melalui bus W. Dalam gambar 10-2b, tepi positif sinyal detak muncul pada pertengahan keadaan alamat; peristiwa ini digunakan untuk mengisi MAR dengan isi PC.
CP adalah satu-satunya bit kendali yang aktif selama keadaan penambahan. Pencacah program diaktifkan guna mencacah tepi positif pulsa detak. Dipertengahan keadaan penambahan, tepi positif sinyal detak diterima pencacah program dan ini meningkatkan cacahan dengan 1 angka .
Dalam keadaan memori, bit-bit dan 1 yang aktif. Dengan ini, kata RAM dengan alamat yang ditentukan mengaktifkan register instruksi bus W. Pada pertengahan keadaan memori, sebuah tepi positif sinyal detak akan mengisi register instruksi dengan kata RAM tadi.
10-5 SIKLUS EKSEKUSI (PELAKSANAAN)
Tiga keadaan berikutnya (T4, T5, dan T6) merupakan siklus eksekusi dari SAP-1. Transfer-transfer register yang terjadi selama siklus eksekusi bergantung pada macam instruksi yang sedang dieksekusi. Misalny, LDA 9H memerlukan operasi transfer register yang berbeda daripada ADD BH. Apa yang diuraikan berikut ini adalah rutin kendali (control routine), artinya rangkaian langkah kendali bagi instruksi-instruksi SAP-1 yang berbeda.
Rutin LDA
Demi kejelasan pembahasan, kita mengandaikan bahwa register intruksi (IR) telah diisi dengan instruksi LDA 9H:
IR = 0000 1001
Selama keadan T4, medan instruksi 0000 dikirim ke dalam pengendali-pengurut yang melakukan pendekodean; sedangkan medan alamat 1001 diisikan ke dalam MAR, Gambar 10-4a memperlihatkan bagian-bagian yang aktif dari SAP-1 selama keadaan T4. Perlu dicatat bahwa E1 dan LM1 adalah bit-bit yang aktif; dan bit-bit kendali yang lain tidak aktif.
Gambar 10-4 Rutin LDA (a) Keadaan T4 (b) Keadaan T5 (c) Keadaan T6
Selama keadaan T5 bit-bit dan LA menjadi aktif. Ini berarti kata data yang telah dilamatkan dalam memori akan diisi kedalam akumulator pada tepi positif pulsa detak yang berikutnya (lihat gambar 10-4b).
T6 adalah keadaan tanpa operasi (no-operation; disingkat Nop). Selama keadaan eksekusi yang ketiga ini semua register dalam kondisi tidak aktif (gambar 10-4c). Ini berarti bahwa bagian pengendali-pengurut mengeluarkan kata dengan bit-bit yang bersesuaian dengan keadaan tidak aktif. Keadaan T6 dari rutin LDA adalah keadaan Nop.
Gambar 10-5 Diagram Pewaktuan Siklus Pengambilan LDA
Gambar 10-5 memperlihatkan diagram pewaktuan untuk rutin pengambilan dan rutin LDA. Selama keadaan T1, Ep dan M menjadi aktif : dan tepi positif detak pada pertengahan keadaan ini akan memindahkan alamat didalam pencacah program kedalam MAR. Selama keadaan T2, CP yang aktif dan hitungan pada pencacah program dinaikkan Pada waktu tibanya tepi positif. Selama keadaan T3, dan 1 yang aktif; ketika muncul tepi positif dari sinyal pewaktu, kata RAM yang ditunjuk alamatnya dipindahkan ke register instruksi. Eksekusi LDA dimulai dengan keadaan T4, dimana M dan 1 yang aktif . Pada tepi positif detak, medan alamat didalam register instruksi dipindahkan ke MAR. Selama keadaan T5, dan A menjadi aktif; ini berarti kata data RAM dengan alamat yang ditentukan itu ditransfer kepada akumulator pada tepi positif detak. Sebagaimana diketahui keadaan T6 dari rutin LDA adalah keadaan nop.
Rutin ADD
Umpamakan bahwa pada akhir siklus pengambilan register instruksi berisi kata ADD BH.
IR = 0001 1011
Selama keadaan T4 medan instruksi memasuki pengendali-pengurut dan medan alamat berpindah ke MAR (lihat gambar 10-6a). Dalam keadaan ini 1 dan M yang aktif .
Gambar 10-6 Rutin ADD dan SUB (a) Keadaan T4 (b) Keadaan T5 (c) Keadaan T6
Bit-bit kendali dan B menjadi aktif selama keadaan T5. Ini memungkinkan kata RAM yang telah ditunjuk alamatnya itu untuk mempersiapkan register B (gambar 10-6b). Seperti biasa, pengisian terjadi pada pertengahan keadaan ketika tepi positif detak memasuki saluran-saluran CLK dari register B.
Selama keadaan T6, Eu dan A yang menjadi aktif. Dengan ini, bagian penjumlah-pengurang (Add/Sub) mempersiapkan akumulator (lihat gambar 10-6c). Pada pertengah keadaan ini, tepi positif detak mengisikan hasil jumlahan kedalam akumulator.
Kebetulan waktu siap (set up time) dan waktu tunda propagasi dalam rangkaian mempunyai harga yang tepat mencegah terjadinya keadaan pacu pada akumulator selama keadaan eksekusi terakhir. Bilamana tepi positif sinyal detak muncul dalam keadaan gambar 10-6c, maka isi akumulator akan berubah dan menyebabkan isi penjumlah-pengurang mengalami perubahan pula. Isi yang baru ini akan beredar kembali kemasukan akumulator, akan tetapi isi itu tidak akan tiba disana sebelum berlalunya dua kali waktu tunda propagasi sesudah munculnya tepi positif dari pulsa detak (satu waktu tunda propagasi pada akumulator dan satu lagi terjadi pada penjumlah-pengurang). Saat tibanya isi baru itu sudah terlalu terlembat untuk mempersiapkan akumulator. Akibatnya, akumulator terhindar dari keadaan pacu (yaitu pengisian lebih dari sekali pada tepi pulsa detak yang sama).
Gambar 10-7 memperlihatkan diagram pewaktuan untuk siklus pengambilan dan rutin ADD. Rutin pengambilan ini serupa dengan yang telah dibahas sebelumnya; keadaan T1 mengisikan alamat PC kedalam MAR; keadaan T2 menaikkan hitungan pencacah program; keadaan T3 mengirimkan instruksi dari lokasi menuju ke register instruksi.
Gambar 10-9 Diagram Pewaktuan untuk Rutin ADD
Selama keadaan T4, c1 dan M menjadi aktif. Pada tepi pulsa detak berikutnya, medan alamat didalam register instruksi berpindah ke MAR. Selama keadaan T5 CE, dan B yang aktif. Oleh karena itu, kata RAM yang dialamatkan itu, diisikan kedalam register B dipertengahan keadaan ini. Selama keadaan T6 U dan A menjadi aktif, dan pada waktu tibanya tepi poositif, hasil jumlahan dari penjumlah-pengurang didalam akumulator.
|