Post on 05-Feb-2018
1
LOGIKA MESINLOGIKA MESIN
2
PENDAHULUANPENDAHULUANData dan instruksi ditransmisikan diantara berbagai bagianprosesor atau diantara prosesor dan periperal dgn menggunakanPULSE TRAIN.PULSE TRAIN.Berbagai tugas dijalankan dgn cara menyampaikan pulse train melalui switch-switch elektronik yg disebut GATESGATES.Tiap gates adalah sirkuit elektronis yg mungkin mempunyaiketentuan utk menerima atau mengirimkan beberapa pulsasekaligusTiap gates bisa dianggap sebagai kotak hitam yg mengontrolarus pulsa dgn cara tertentu.Tiap gates biasanya ,menjalankan beberapa fungsi sederhanamisalnya AND, OR, NOT, dan karena itu gate sering disebutELEMEN LOGIKAELEMEN LOGIKA..
3
LATAR BELAKANGLATAR BELAKANGDalam komputer modern sejumlah besar komponen dibuat dari bagiankecil bahan semi konduktor yg disebut chip silikon. Satu chip berisibeberapa komponen, dan karena sifatnya yg elektronis dapat dianggapsebagai SIRKUIT TERPADU (IC)SIRKUIT TERPADU (IC)
Chip dapat diklasifikasikan menurut ukurannya :
Small scale integration (SSI) : berisi paling banyak 10 gate
Medium scale integration (MSI) : berisi antara 10 & 100 gate
Large scale integration (LSI) : berisi antara 100 & 100.000 gate
Very large scale integration (VLSI): berisi lebih dari 100.000 gate
4
DIAGRAM LOGIKADIAGRAM LOGIKA
Dalam diagram logika gate direpresentasikan dgn simbol, daninput dan output direpresentasikan dgn garis panah yg dilabeli dgnhuruf.
Tabel simbol logika
Operator Operasi Simbol
AND
OR
NOT
YX .
YX +
X
5
MEMECAHKAN MASALAH DALAM MEMECAHKAN MASALAH DALAM DESAIN LOGIKADESAIN LOGIKA
Dalam merancang sirkuit logika tujuannya adalah utk mengurangijumlah gate yg digunakan, sehingga akan mengurangi biaya.
Langkah dalam pemecahan :
a. Deskripsikan masalah yg telah ditetapkan dgn baik
b. Pilih simbol utk merepresentasikan input dan output
c. Buat tabel kebenaran menurut simbol
d. Buat pernyataan logis dari tabel kebenaran yg memberi variabeloutput berdasarkan variabel input
e. Sederhanakan pernyataan output dgn peta karnaugh atau aljabar
f. Buat diagram logika utk output yg disederhanakan.
6
Contoh : BABABAQ ... ++=
PENYELESAIAN : PENYELESAIAN : ••KarnaughKarnaugh
BA
BA
AB
B
A
AB
ABBABA ++
7
•• AljabarikAljabarik
BA
AABBBA
BABABAQ
+=
+++=
++=
).().(
...
BA+AB
A
8
PENAMBAHAN 2 BITPENAMBAHAN 2 BIT
4 penambahan yg mungkin direpresentasikan dalam tabelkebenaran, 2 inputnya X dan Y, dan outputnya S utk SUM dan C utkCARRY.
X Y SUM S CARRY C
0011
0101
0110
0001
Dari tabel dapat dilihat :
YXYXS .. +=danYXC .=
9
HALF ADDERHALF ADDER
gate dapat dikombinasikan utk menghasilkan perangkat yg memberioutput SUM maupun CARRY, perangkat ini disebut HALF ADDER
X
Y
YX +
YX .).(. YXYX +
YXC .=
10
ADDER (FULL ADDER)ADDER (FULL ADDER)
dapat menangani carry yg berasal dari SUM 2 bit sebelumnya danmempunyai 3 input
Input output
P00001111
X00110011
Y01010101
S01101001
C00010111
Tabel kebenaran disampingmendefinisikan operasi ADDER Inputnya adalah X,Y danCARRY nya berasal dari SUM P sebelumnya. Outputnya adalahS utk SUM dan C utk CARRY
11
ADDER (FULL ADDER)ADDER (FULL ADDER)
)...()...(
........
YXYXPYXYXPS
YXPYXPYXPYXPS
+++=
+++=
)...(.)...().(.
........
YXYXPYXYXYXPPPYXC
YXPYXPYXPYXPC
++=+++=
+++=
XY
YX +
YXYX + )( YXYXPXYC ++=)( YXYXP +P
)()( YXYXPYXYXPS +++=
12
PENAMBAHAN PARALEL & SERIALPENAMBAHAN PARALEL & SERIAL
PENAMBAHAN PARALELkolom-kolom ditambahkan sisi demi sisi sekaligus
13
PENAMBAHAN PARALEL & SERIALPENAMBAHAN PARALEL & SERIAL
PENAMBAHAN SERIALkolomnya ditambahkan sekali tiap waktu carry-nya disanggadulu dan digunakan dalam penambahan kolom berikutnya
14
REGISTERREGISTER
data yg diinputkan ke adder harus disangga dalam register yg tepat
a. Dalam register register paralelparalel semua bit dari register ke adder paralel secara serentak
b. Dalam register serialregister serial semua bit dari register diterapkanke adder serial sekaligus tiap waktu. Bit yg tersisa dalamregister digeser ke ujung tiap kali sampai ia di outputkan
15
ADDER SERIALADDER SERIAL
a. Satu full adder, menerima pasangan bit x,Y dari 2 register serial yg dimulai dgn the least significant
b. PenyimpananPenyimpanan delaydelay, penyimpanan biner yg menyanggabit carry sampai diperlukan utk penambahan berikutnya. Penyimpanan di set ke nol sebelum penambahanpertama
16
KOMPARATORKOMPARATOR
Exclusive OR dan ekuivalensi merupakan contoh komparator (XOR)
X Y XΞY0011
0101
0110
X Y XΞY0011
0101
1001
17
METODE NAND & NORMETODE NAND & NOR
OPERATOR OPERASI SIMBOL TABEL KEBENARANX Y0011
0101
1110
X Y0011
0101
1000
NOR
NAND YX .
YX +.
18
REPRESENTASI ANDREPRESENTASI AND--OROR--NOT NOT daridari NAND NAND dandan NORNOR
XY
YX .YX .NAND NAND
XY YX +YX +NOR NOR
19
REPRESENTASI NAND & NOR STANDARREPRESENTASI NAND & NOR STANDAR
a. NOTa. NOT
XX
b. ANDb. AND1. 1. dengandengan NANDNAND
YX
YX .YX .
20
REPRESENTASI NAND & NOR STANDARREPRESENTASI NAND & NOR STANDAR
2. 2. dengandengan NOR NOR YXYX +=.
YY
XYX +
X
21
REPRESENTASI NAND & NOR STANDARREPRESENTASI NAND & NOR STANDAR
c. ORc. OR1. 1. dengandengan NORNOR
YX YX + YX +
2. 2. dengandengan NAND NAND YXYX .=+
X
YY
X
YX .
22
FLIPFLIP--FLOP (BISTABLE MULTIVIBRATOR / FLOP (BISTABLE MULTIVIBRATOR / BISTABLE) DAN LATCHBISTABLE) DAN LATCH
Flip-flop adalah perangkat 2 state, mempunyai 2 state pengoperasian stabil yg bersesuaian dgn 0 dan 1 biner.
LATCH
Flip flop yg state-state output tergantung pada tingkatsinyal input (0 atau 1).
EDGEEDGE--TRIGERRED FLIPTRIGERRED FLIP--FLOPFLOP
Flip flop yg state-state output tergantung pada transisidalam tingkatan (0 ke 1 atau 1 ke 0)
23
FLIPFLIP--FLOP (BISTABLE MULTIVIBRATOR / FLOP (BISTABLE MULTIVIBRATOR / BISTABLE) DAN LATCHBISTABLE) DAN LATCH
Jenis flip-flop yg umum adalah flip flop set=reset yg mempunyai 2 input dimana yg satu memuat 1 (set) yg satunya membuat output 0 (reset)
T
24
ALU & CONTROLALU & CONTROL
ALU terbentuk dari sejumlah besar kombinasi gate, namun biasanyadirancang secara menyeluruh agar dapat bekerja secara lebih efisien
Representasi diagramatis biasa utk ALU
kontrol
status
registeraccumulator
25
PENGKODEAN & PENDEKODEANPENGKODEAN & PENDEKODEANInput 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 0 0 0 0 0 0 0 00 1 0 0 0 0 0 0 0 00 0 1 0 0 0 0 0 0 00 0 0 1 0 0 0 0 0 00 0 0 0 1 0 0 0 0 00 0 0 0 0 1 0 0 0 00 0 0 0 0 0 1 0 0 00 0 0 0 0 0 0 1 0 00 0 0 0 0 0 0 0 1 00 0 0 0 0 0 0 0 0 1
Output W X Y Z 0 0 0 00 0 0 10 0 1 00 0 1 10 1 0 00 1 0 10 1 1 00 1 1 11 0 0 01 0 0 1
1 = HIGH SIGNAL 0 = LOW SIGNAL
26
Input 0 1 2 3 4 5 6 71 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1
Input W Y Z 0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 1
27
Pengkodean melibatkan pengkonversian satu sinyal sari satu set kedalam kelompok sinyal dari set lain. Perangkat yg menjalankantugas ini adalah ENCODERENCODER
contoh : perangkat keyboardPendekodean adalah operasi yg berlawanan dari pengkodean danperangkat yg menjalankan tugas ini disebut DECODERDECODER.Jika n wire yg disambungkan, maka menjulur 22nn,maka hanya satuyg akan berupa logika 1
ENCODER DECODER
28
INTERFACINGINTERFACING
Interface standar adalah spesifikasi sinyal-sinyal logika, koneksielektris dan aturan logika dari bagian interface prosesor. Interface adalah bagian dari hardware yg mengkonversi ke salah satu sisinyatempat interface standar, sedang prosesornya dikoneksikan ke sisiinterface yg satunya
Pengkonversian dapat dilakukan dgn mengambil alih bagian dariperkerjaan pengontrolan perangkat, tempat dimana interface dikoneksikan interfacing memberikan fleksibilitas dan meningkatkanefisiensi.
29
INTERFACINGINTERFACING
Chip-chip yg umum digunakan :
UART – universal asynchronous receiver transmitterMenangani komunikasi dua arah antara komputer dgn perangkatserial
USART - universal synchronous asynchronous receiver transmitterMenangani pentransmisian blok data secara sinkron antaraperangkat dan komputer
PIO – parallel input/outputmenangani I/O antara komputer dan perangkat dan menerima data secara paralel
30
MULTIPLEXERMULTIPLEXER
mekanisme seleksi utk menseleksi arus data dan instruksi didalam komputer modern
MULTIPLEXER
0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1
0 1 0 0 1 0 0 0
Input from device A Input from device B SelectionSignal0 = device A1 = device B
31
LOGIKA KOMBINASIONAL & LOGIKA KOMBINASIONAL & BERANGKAIBERANGKAI
Gate Gate logikalogika kombinasionalkombinasional
mempunyai output yg sepenuhnya ditetapkan olehkombinasi input.
contoh : gate AND,OR,NOT
Gate Gate logikalogika berangkaiberangkai
outputnya tidak hanya bergantung pada kombinasi input namun juga pada rangkaian tempat terjadinya output
contoh : flip-flop
32
TINJAUAN SEDERHANA TERHADAP SISTEM BERDASARKAN MIKROKOMPUTER
dalam sistem mikroprosesor 16 bit, alamat akanmempunyai lebar 24 bit, namun pada mikroprosesor yglebih modern bus data internalnya akan selebar 32 bit utkmencocokkan diri dgn ukuran register internal
dalam mikroprosesormikroprosesor 8 bit8 bit biasa, bus alamat akanmempunyai luas 16 bit dan bus datanya hanya 8 bit. Register internal biasanya mempunyai luas 8 bit kecualiMAR dan PC(SCR) yg mempunyai luas 16 bit
33
PENGORGANISASIAN MEMORY
Mikroprosesor 1 bit biasa mempunyai ukuran memory maksimum teoritis yg cukup besar, hingga tidakmenimbulkan kendala prakstis
Mikroprosesor 8 bit akan mempunyai ukuran memory maksimum 64 K word (65,36 lokasi memory) yg masing-masing akan direpresentasikan oleh salah satu dari 64 K kode
34
MICROCODE MACHINEDimulai pada point ketika pada tingkat konvensional mesin, instruksiberikutnya yg akan di eksekusi baru saja dimuatkan ke dalam IR (CIR). Bagian instruksi yg fungsinya menetapkan operasi yg akandijalankan yg disebut function codefunction code atau op code op code didi decodedecode utkmemperoleh alamat awalMultiplexer menyampaikan alamat ke MSCRInstruksi microcode berikutnya yg disangga pada alamat yg ditetapkandalam MSCR dimuatkan ke dalam MMDRTiap instruksi microcode menyangga kombinasi sinyal-sinyal kontroltertentu. Ketika MCIR menerima suatu pulsa maka sinyal-sinyal iniakan ditransmisikanDi dalam MICR terdapat alamat utk instruksi microcode berikutnyaInstruksi microcode akan dieksekusi secara berangkai menurut isiMSCR yg sedang dinaikkan sebesar 1 dan sedang dimuatkan kedalam MSCR melalui multiplexer.