PERANCANGAN CONTROL UNIT, PROGRAM COUNTER (PC), DAN MEMORI INSTRUKSI PADA PROSESSOR RISC 16-BIT DENGAN TEKNOLOGI 600nm MENGGUNAKAN ELECTRIC

Abstract

Abstrak

Prosessor  adalah sebuah IC (integrated circuit) yang digunakan sebagai otak atau pengolah utama dalam sebuah sistem komputer. Pada prosessor terdapat 3 komponen utama yaitu Arithmatic Logic Unit (ALU), Control Unit, dan Memori. Pada penelitian ini dilakukan perancangan dan pengujian rangkaian control unit, program counter (PC) dan memori instruksi (ROM) pada prosessor 16-bit dengan mengacu pada arsitektur RISC. Pada perancanganya control unit menggunakan prinsip memori dengan masukan 4-bit opcode dan mengeluarkan 9-bit sinyal perintah yang akan mengatur jalanya elemen lain pada prosessor. Rangkaian program counter (PC) dirancang menggunakan jenis adder manchester yang dihubungkan dengan rangkaian sekuensial D-flipflop untuk media penyimpan data. Memori instruksi menggunakan jenis memori ROM. Berdasarkan hasil perancangan dan pengujian didapatkan rangkaian control unit yang dapat bekerja pada 3 format instruksi, yaitu format instruksi R, I dan J. Rangkaian control unit memiliki luas area sebesar 125.184 µm dan delay propagation maksimal adalah 1,008ns. Rangkaian program counter (PC) dan memori instruksi mengeluarkan 16-bit alamat yang akan didistribusikan ke elemen-elemen dalam prosessor seperti control unit dan register dengan luas area 923.653 µm dan delay propagation maksimal sebesar 4,392 ns yaitu pada instruksi bit-10.

Kata kunci : prosessor, ALU, control unit, program counter.

Abstract

Processor is an IC (integrated circuit) which is used as the brain or the main processor in a computer system. In the processor, there are 3 main element, namely arithmetic logic unit (ALU), Control Units, and Memory. In this research is to design and test the circuit control units, program counter (PC) and instruction memory (ROM) on a 16-bit processor with a reference to the RISC architecture. In its design, control unit uses the principle of memory with input of 4-bit opcode and releasing 9-bit command signal which will set the course of other elements on the processor. The circuit of the program counter (PC) is designed using adder manchester type connected with the sequence D-flipflop circuit for data storage media. Memory instruction using ROM memory type. Based on the design and testing result obtained that control unit circuit that can work on three instruction formats, formats instruction of R, I and J. The control unit circuit has an area of 125.184 µm and maximum propagation delay is 1,008ns. The program counter circuit (PC) and memory instruction releasing 16-bit address that will be distributed to the processor elements such as control units and registers with area of 923.653 µm and a maximum propagation delay of 4.392 ns in the 10-bit instruction.

key word : processor, ALU, control unit, program counter