Pertemuan 4(Siklus Instruksi dan Interrupt)

Komponen-komponenKomputer

Komponen Utama CPU

Arithmetic and Logic Unit (ALU)Control UnitRegistersCPU Interconnections

Central Processing Unit (CPU)

Central Processing Unit (CPU)

Central Processing Unit (CPU)

Central Processing Unit (CPU)

Central Processing Unit (CPU)

Central Processing Unit (CPU)

Modul I/O

Memindahkan data dari perangkat eksternal ke

CPU dan sebaliknya

Modul ini berisi buffer internal untuk

menampung data ini sementara sampai data

itu di kirimkan.

Siklus Instruksi

• Two steps:

– Fetch

– Execute

Fetch Cycle

• Program Counter (PC) berisi address instruksi berikutnya yang akan diambil

• Processor mengambil instruksi dari memory pada lokasi yang ditunjuk oleh PC

• Naikkan PC– Kecuali ada perintah tertentu

• Instruksi dimasukkan ke Instruction Register (IR)

• Processor meng-interpret dan melakukan tindakan yang diperlukan

Execute Cycle• Processor-memory

– Transfer data antara CPU dengan main memory

• Processor I/O

– Transfer data antara CPU dengan I/O module

• Data processing

– Operasi arithmetic dan logical pada data tertentu

• Control

– Mengubah urutan operasi

– Contoh: jump

• Kombinasi diatas

>>Interrupt

• Interupsi adalah kejadian yang menyebabkanmikrokontroler berhenti sejenak untuk melayaniinterupsi tersebut.

• Program yang dijalankan pada saat melayani interupsidisebut Interrupt Service Routine.

• Setelah selesai melayani interupsi maka program yang tadi terhenti dilanjutkan kembali.

• Mikrokontroler AT89C51 menyediakan 5 sumberinterupsi, yaitu: 2 interupsi eksternal, 2 interupsi timer,dan satu interupsi port serial.

• Register yang mengontrol interupsi yaitu IE (Interruptenable) dan IP (Interrupt priority).

>>Interrupt

• Interrupt adalah sinyal dari peralatan luar ataupermintaan dari program untuk melaksanakansuatu tugas khusus. Jika interrupt terjadi makaprogram dihentikan terlebih dahulu untukmenjalankan rutin interrupt.

>>Interrupt

>>Interrupt

Interrupts

Kelas-kelas Interupt / sebab terjadinya interupt :

1. Program

dibangkitkan

dengan beberapa

kondisi yang terjadi

sebagai hasil dari

suatu eksekusi

instruksi

2. Timer

dibangkitkan oleh

timer di dalam

processor

3. I/O

di bangkitkan oleh

I/O kontroller

untuk memberi

signal

penyelesaian

normal atau

memberikan

signal bergagai

kondisi error

4. H/W Failure

di bangkitkan oleh

kegagalan seperti

kegagalan daya

atau memori parity

error

Interrupts

Gambar Siklus Proses Dengan Interrupt

Interrupt disediakan terutama sebagai cara

untuk meningkatkan efesiensi pengolahan,

karena sebagian besar perangkat

eksternal jauh lebih lambat di bandingkan

prosessor

Kesimpulan :

Jenis – Jenis Interrupt

1. Software,

Interrupt software adalah interrupt yang disebabkan oleh softwareyang sering disebut System Call. Misalnya suatu program inginmencetak hasil dengan printer.

2. HardwareInterrupt hardware terjadi karena adanya aksi pada perangkat keras.Seperti penekanan tombol keyboard atau menggerakkan mouse.Interrupt hardware terbagi menjadi 2, yaitu :a. Maskable Interrupt

Terjadi karenaaksi dari luar, seperti timer, keyboard, serial port, fixed disk, diskette drive

b. Non Maskable InterruptTerjadi karena memory atau kesalahan parity pada I/O.

Multiple Interrupt

1. Dengan tidak mengijinkan terjadinya interrupt

lain pada saat suatu interupt sedang di proses.(interrupt lain di tangguhkan)

Keuntungannya :

Pendekatan tersebut cukup baik dan sederhana

karena interrupt di tangani dalam urutan yang

cukup ketat.

Kekurangannya :

Pendekatan ini tidak memperhitungkan prioritas

relatif atau kebutuhan waktu kritis

Multiple Interrupts - Sequential

Multiple Interrupts - Nested

2. Dengan mendefinisikan prioritas bagi

interrupt dan mengijinkan interrupt

berprioritas tinggi menyebabkan

interrupt handler yang berprioritas lebih

rendah untuk menginterupsi diri sendiri.

Multiple Interrupt

>> Prioritas Interupsi

• Berikut ini Tabel Prioritas Interupsi

Fungsi I/O

Sebuah I/O dapat bertukar data secara

langsung dengan CPU.

Sebuah I/O juga dapat bertukar data

langsung dengan memori.

• Dalam kasus ini CPU memberikan otoritas kepada

modul I/O untuk membaca dari atau menulis ke

memori, sehingga perpindahan data terjadi tanpa

terpaut dengan CPU

• Selama perpindahan seperti itu, modul I/O

mengeluarkan perintah baca/ tulis ke memori, yang

membebaskan CPU dari tanggung jawab pertukaran

data

• Operasi seperti ini di kenal dengan DMA (Dirrect

Memory Access)

Pertukaran Data

Antara I/O dan Memori

Struktur DMA (Direct Memory Access)

Struktur interkoneksi harus mendukung

jenis perpindahan berikut ini:

1. Memori ke CPU

CPU membaca

sebuah instruksi atau

satuan data dari

memori

2. CPU ke Memori

CPU menuliskan

sebuah satuan data ke

memori

3. I/O ke CPU

CPU membaca data dari

perangkat I/O melalui

sebuah modul I/O

4. CPU ke I/O

CPU mengirimkan

data ke perangkat

I/O

5. I/O ke memori atau memori ke I/O

Pada kedua kasus ini sebuah modul I/O di izinkan

untuk dapat bertukar data secara langsung tanpa

melalui CPU dengan menggunakan DMA

Struktur interkoneksi harus mendukung

jenis perpindahan berikut ini:

Soal Tugas :

1. Tuliskan Definisi Interrupt

2. Tuliskan register – register dalam CPU

3. Buatlah tabel prioritas interupsi

4. Tuliskan 2 definisi multiple interupt.

5. Gambarkan siklus proses dengan interrupt

6. Gambarkan Struktur DMA sebagai bentuk pertukaran

data antara I/O dengan Memory

7. Tuliskan 4 penyebab interrupt (kelas – kelas interrupt)