Komponen-Komponen Control Unit

Control Unit adalah salah satu bagian di dalam Central Processing Unit (CPU) yang berfungsi sebagai pengatur dan mengatur dan pengendali semua peralatan komputer. Control Unit juga mengatur kapan alat input menerima data, mengolah, dan menampilkan proses serta hasil pengolahan data. Dengan demikian semua perintah dapat dilakukan secara berurutan tanpa adanya tumpang tindih antara satu perintah dengan perintah lainnya. Tugas itu dilakukan oleh control unit dengan memanfaatkan tiga komponen yang ada di dalamnya. komponen-komponen tersebut adalah:

1. Sequence Logic
2. Control Unit Register and Decoders
3. Control Memory

1. Sequence Logic

Sequence berarti urutan, sedangkan logic berarti suatu yang dapat diterima pikiran atau akal manusia, jadi dapat diartikan, sequencing logic berarti proses pengurutan langkah-langkah kerja komputer secara logis. Dalam teori sirkuit digital, sequence logic adalah tipe sirkuit logis dimana outputnya tidak hanya bergantung pada nilai input sinyal yang akan datang, akan tetapi juga nilai input di sudah ada terlebih dahulu. mudahnya, sequence logic adalah rangkaian  digital yang digerakkan untuk mengatur urutan operasi internal CPU.

2. Control unit Register and Decoders

Control unit Register and Decoders ialah register tempat meletakkan dan menerjemahkan instruksi. Instruksi yang dimaksud disini ialah instruksi yang dapat dimengerti oleh CPU diatasnya.

3. Control Memory

Control Memory ialah tempat terdapatnya program ataupun mikroprogram yang dapat menggerakkan proses sequencing sampai peletakkan dan penerjemahan instruksi.

Cara Kerja Control Unit:

Ketika sebuah komputer pertama kali diaktifkan power-nya, maka komputer tersebut menjalankan operasi bootstrap. Operasi ini akan membaca sebuah instruksi dari suatu lokasi memory yang telah diketahui sebelumnya dan mentransfer instruksi tersebut ke control unit untuk dieksekusi. Instruksi-intruksi dibaca dari memory dan dieksekusi sesuai dengan urutan penyimpanannya. Program counter dari suatu computer menyediakan suatu cara untuk menyimpan lokasi instruksi berikutnya. Urutan eksekusi berubah dengan memindah lokasi intruksi baru ke program counter sebelum pembacaan (fetch) instruksi dikerjakan. Sebuah intruksi merupakan kalimat imperatif pendek yang sudah dapat menjelaskan makna dari perintah tersebut. Suatu intruksi terdiri dari :

1. subjek (komputer)
2. verb (suatu kode operasi yang mengindikasikan pekerjaan apa yang akan dilaksanakan)
3. objek (operands) yang mengidentifikasikan nilai data atau lokasi memory

Ketika intruksi-intruksi diterima oleh Control Unit, operation code akan mengaktifkan sequence logic untuk mengeksekusi intruksi-intruksi tersebut.

Satu eksekusi program terdiri dari beberapa instruction cycle yang menjadi komponen penyusun dari program tersebut. Sedangkan untuk setiap instruction cycle terdiri dari beberapa sub cycle lagi seperti ftech cycle, indirect cycle, execute cucle, dan interrupt cycle. Setiap sub cycle ini disusun dari beberapa perintah dasar yang disebut micro operation.Untuk lebih jelasnya, seperti di bawah ini:

Setiap control signal yang ada sebenarnya berfungsi sebagai switch untuk menghubungkan beberapa register (MAR, MBR, PC, IR) serta komponen lainnya seperti ALU dan setiap micro operation diwakilkan oleh satu control signal. Micro operation bekerja antar register untuk membentuk suatu sub cycle. Sebagai contoh sederhana dari control signal seperti bagan di bawah ini :

Untuk ftech cycle, micro operation pertama adalah MAR ç (PC) yang diwakilkan oleh control signal C2. Selanjutnya MBR ç (memory) diwakilkan C5 dan seterusnya.
Pada hardwire implementation control unit sebagai combinatorial circuit yang dibuat berdasarkan control signal yang akan dikeluarkan. Jadi untuk setiap control signal memiliki rangkaian logika tertentu pada control unit yang dapat menghasilkan control signal yang dimaksud. Secara umum untuk metode ini digunakan PLA (progammable logic array) untuk merepresentasikan control signal, seperti gambar di bawah ini :

Input untuk control unit yaitu IR, flags, clock, dan control bus signal. Flags dan control bus signal memiliki representasi secara langsung dan signifikan terhadap operasi bila dibandingkan dengan IR dan clock. Untuk IR sendiri, control unit akan menggunakan operation code yang terdapat pada IR. Setiap operation code menandakan setiap proses yang berbeda. Proses ini dapat disederhanakan dengan digunakannya decoder. Decoder memiliki n input dan 2n output yang akan merepresentasikan opcode. Jadi input dari IR akan diterjemakan oleh decoder sebelum menjadi input ke control unit.
Clock digunakan untuk mengukur durasi dari micro operation. Untuk mengantisipasi propagasi sinyal yang dikirimkan melalui data paths dan rangkaian prosesor, maka periode dari setiap clock seharusnya cukup besar. Untuk mengatasinya digunakan counter yang dapat memberikan clock input bagi control signal yang berbeda, namun pada akhir instruction cycle, contol unit harus mengembalikan ke counter untuk menginisialisasikan periode awal.

Setiap control signal direptresentasikan dengan fungsi Boolean lalu dibuatlah combinatorial circuit. Contohnya untuk C5 [MBR ç (memory)] digunakan di fetch cycle dan indirect cycle. Masing-masing sub cycle direpresentasikan dengan 2 bit, P dan Q. maka untuk C5 : C5 = ~P.~Q. T2 + ~P.Q.T2 >> T2 adalah clock yang digunakan.
Setelah itu juga harus diperhatikan karena setiap operasi untuk execute cycle tidak sama. Tetapi untuk memudahkan dalam contoh ini execute cycle membaca LDA dari memory, sehingga secara lengkap : C5 = ~P.~Q.T2 + ~P.Q.T2 + P.~Q.(LDA).T2.

Berbeda dengan sebelumnya, μ programmed implementation tidak menggunakan combinatorial circuir namun menggunakan μ instruction yang disimpan pada control memory. Proses untuk menghasilkan control signal dimulai dengan seqencing logic yang memberi perintah READ kepada contol memory. Kemudian dilanjutkan dengan pemindahan cari CAR (control address register) ke CBR (contol buffer register) isi alamat yang ditujukan oleh control memry. Setelah itu CBR mengeluarkan control signal yang dituju dan alamat selanjutnya ke sequencing logic. Terakhir, sequencing logic akan memberikan alamat baru ke CAR beradasarkan informasi dari CBR dan ALU.


sumber:
http://pongset.blogspot.sg/2012/05/control-unit-dan-cara-kerjanya.html

http://dosen.narotama.ac.id/wp-content/uploads/2012/12/modul-1-elektro.doc

en.wikipedia.org/wiki/Sequential_logic

SHARE