Arsitektur Mikroprosesor

Mikroprosesor 

Bab 3: Arsitektur Mikroprosesor 

INTEL 8086 

Generasi Awal Prosesor 

PENTIUM 

Arsitektur Mikroprosesor 1

20 bit 

16 bit 

Arsitektur Mikroprosesor 

INTEL 8086 

Register 

Antrian 

(FIFO) 



INTEL 8086 

• Prosesor 8086 terbagi menjadi 2 bagian 

fungsional yang independen, yakni BIU (bus 

interface unit) dan EU (execution unit). 

• BIU bertugas mengirim kode-kode alamat 

keluar, mengambil instruksi dari memori, dan 

membaca data dari port dan memori. BIU 

menangani semua trnasfer data dan alamat 

pada bus untuk membantu EU. 

• EU meminta BIU untuk mengambilkan 

instruksi dan data dari memori, mendekode 

dan melaksanakan instruksi 



INTEL 8086 

EXECUTION UNIT (EU) 

• EU mengandung rangkaian-rangkaian 

kontrol yang berfungsi mengarahkan 

operasi-operasi internal. 

• Dekoder pada EU menerjemahkan instruksiinstruksi 

yang telah diambil dari memori ke 

dalam urutan aksi. 

• EU memilki ALU 16-bit dan dapat melakukan 

penjumlahan, pengurangan, AND, OR, XOR, 

increment, decrement, complement, atau 

shift bilangan biner. 



INTEL 8086 

EXECUTION UNIT (EU) : FLAG REGISTER 

• 8086 memiliki register bendera dengan 

panjang 16-bit. Dari 16-bit itu terdapat 9 

bendera yang aktif. 

• Dari 9 bendera yang aktif, 6 bendera di 

antaranya (bendera kondisi) digunakan 

untuk menunjukkan kondisi-kondisi yang 

dihasilkan oleh pelaksanaan instruksi yakni 

bendera CF(carry flag), PF(parity flag), 

AF(auxiliary carry flag), ZF(zero flag), 

SF(sign flag), dan OF(overflow flag). 



INTEL 8086 

EXECUTION UNIT (EU): FLAG REGISTER 

• Sedangkan 3 bendera lainnya (bendera 

kontrol) digunakan untuk mengendalikan 

beberapa operasi prosesor. Bendera-bendera 

kontrol ini berbeda dengan 6 bendera kondisi 

dalam hal cara set dan reset-nya. Keenam 

bendera kondisi diset dan direset oleh EU, 

berdasarkan hasil operasi-operasi aritmetika 

atau logika, sedangkan 3 bendera kontrol diset 

dan direset oleh instruksi-instruksi khusus yang 

ada pada program. Bendera itu adalah TF (trap 

flag), IF (interrupt flag), dan DF (direction flag). 



INTEL 8086 

• Lokasi bit setiap bendera dalam register bendera: 



INTEL 8086 


• Bendera carry akan diset (CF=1), jika 

operasi ALU menghasilkan carry. Contoh: 

1 ---> carry 

1010 1000 isi Akumulator 

1000 1001 + isi TMP 

0011 0001 isi Akumulator setelah 

Penjumlahan bit ke-7 

menghasilkan carry 

sehingga CF=1 

perintah penjumlahan 

dilaksanakan 



INTEL 8086 


• Bendera paritas (parity flag) akan diset 

(PF=1), jika pelaksanaan perintah oleh ALU 

menghasilkan jumlah bit 1 genap dan reset 

(PF=0) jika jumlah bit 1 ganjil. 

Contoh: Output ALU=01100011, maka PF= 1 

Output ALU=00101010, maka PF= 0 



INTEL 8086 


• Bendera AF (auxiliary carry flag) akan diset 

(AF=1), jika dalam penjumlahan, bit ke 3 

menghasilkan carry. Contoh: 

Bit ke-7 

Bit ke-3 

Bit ke-0 


0000 0101 + isi TMP 



tidak menghasilkan 

carry sehingga AF=0 


dilaksanakan 



INTEL 8086 


• Contoh yang lain 


0000 1001 + isi TMP 



menghasilkan carry 

sehingga AF=1 


dilaksanakan 



INTEL 8086 


• Bendera zero akan diset (ZF=1), jika operasi ALU 

memberikan hasil 0. 

• Bendera sign akan diset (SF=1), jika pelaksanaan 

perintah oleh ALU menghasilkan bilangan negatif. 

• Bendera OF(overflow flag) akan set jika terjadi 

overflow yakni jumlah bit hasil operasi lebih besar dari 

lebar akumulator. Contoh: jika suatu operasi 

menghasilkan bilangan dengan panjang 17-bit, 

sedangkan akumulator 8086 hanya 16-bit, maka 

bendera OF akan set. 



INTEL 8086 


• Bendera TF (trap flag) digunakan pada mode 

operasi langkah tunggal (single step atau 

trace). Jika bendera ini set, maka pelaksanaan 

instruksi akan dilakukan step demi step. 

• Bendera IF digunakan untuk mengijinkan 

interupsi dari program. 

• Bendera DF digunakan pada operasi string. 



INTEL 8086 

EXECUTION UNIT (EU): REGISTER SERBAGUNA 

(GENERAL-PURPOSE REGISTERS) 

• 8086 memiliki 8 buah register serbaguna yakni: 

AH, AL, BH, BL, CH, CL, DH, DL. Khusus 

untuk AL dinamakan pula AKUMULATOR. 

• Jika register-register tersebut akan digunakan 

sebagai register 16-bit, maka pasangan AH 

dan AL membentuk AX, BH dan BL 

membentuk BX, CH dan CL membentuk CX, 

serta DH dan DL membentuk DX 16-bit.d 



INTEL 8086 



8-bit 

8-bit 

AH AL 

BH BL 

CH CL 

DH DL 

AX, 16-bit 

BX, 16-bit 

CX, 16-bit 

DX, 16-bit 



INTEL 8086 



• AX: merupakan akumulator, sering digunakan 

untuk menyimpan hasil sementara setelah 

operasi aritmetika dan logika 

• BX: sering digunakan sebagai register base 

untuk menyimpan address base data yang 

terletak di dalam memori dan juga address 

base tabel data. 

• CX: dapat digunakan sebagai register count. 

• DX: dapat digunakan sebagai register data. 



INTEL 8086 

Bus Interface Unit (BIU) 

Register Antrian 

• Pada saat EU mendekode atau melaksanakan 

suatu instruksi, ia tidak memerlukan 

menggunakan bus sehingga dapat digunakan 

oleh BIU untuk mengambil 6 byte instruksi 

sebagai instruksi berikutnya yang akan 

dilaksanakan. 

• Instruksi-instruksi tersebut dinamakan 

prefetched instruction dan oleh BIU disimpan 

dalam register FIFO (first-in first-out) yang 

disebut juga register antrian. 



INTEL 8086 



• Ketika EU siap melaksanakan instruksi 

berikutnya, ia dengan mudah membaca 

instruksi-instruksi dari register antrian dalam 

BIU. 

• Jadi, ketika EU sedang melaksanakan suatu 

instruksi, bus dapat digunakan oleh BIU untuk 

menulis dan membaca memori serta 

mengambi instruksi berikutnya. 



INTEL 8086 



• Teknologi yang memungkinkan pengambilan 

instruksi berikutnya sambil melaksanakan 

instruksi yang ada dinamakan pipelining. 

Berikut ini adalah contoh perbedaan prosesor 

8085 tanpa pipelining dan 8086 dengan 

pipelining dalam melakukan pengambilan 

instruksi, pelaksanaan instruksi, operasi read 

dan operasi write. Nampak bahwa pipelining 

memberikan tingkat penggunaan bus yang 

lebih efektif. 



INTEL 8086 



8085 

8086 



INTEL 8086 


Register Segmen 

• 8086 mampu mengalamati 2 20 lokasi memori, 

sedangkan panjang register IP yang dimilikinya 

hanya 16-bit. 

• Untuk memperoleh 20-bit sinyal alamat, 8086 

menggunakan bantuan register segmen. 

Gabungan antara register segmen 16-bit dan 

IP 16-bit akan menghasilkan 20-bit sinyal 

alamat. 



INTEL 8086 



• 8086 memilki 4 buah register segmen yakni CS 

(code segment), SS (stack segment), ES (extra 

segment), dan DS (data segment). 

• Jika suatu register segmen berisi kode 

misalnya CS berisi 348A, maka CS dianggap 

memiliki alamat awal 348A0. BIU secara 

otomatis akan menambahkan angka 0 di 

belakang isi segmen. Setiap segmen 

menempati 64K byte memori, dan dapat 

ditempatkan di mana saja di dalam ruang 

alamat 1-M byte. 


Arsitektur 

Mikroprosesor 

INTEL 8086 

Bus Interface Unit 

(BIU) 


• Contoh 

penempatan 

alamat segmen 

pada memori 8086. 



INTEL 8086 

Bus Interface Unit 

(BIU) 

Instrustion Pointer 

(IP) 

• IP berisi instruksi 

berikutnya yang akan 

diambil. Alamat fisik 

yang dihasilkan BIU 

diperoleh dengan 

cara seperti di 

samping. 



INTEL 8086 



• Bagian alamat awal segmen yang tersimpan di 

dalam register segmen dinamakan segment 

base, dalam contoh 348A adalah segment 

base yang tersimpan dalam CS. 

• Isi IP merupakan offset atau jarak 

(displacement) antara alamat awal segmen 

dengan alamat fisik yang dihasilkan. Pada 

contoh, IP=4214 berarti merupakan jarak 

antara348A0 (alamat awal segmen) s.d. 

38AB4 (alamat fisik). 



INTEL 8086 

• Format penulisan alamat fisik: 

Contoh: 

segment base : offset form 

Jika CS berisi 348A dan IP=4214, akan 

menghasilkan alamat fisik 38AB4. Alamat fisik 

tersebut dapat direpresentasikan/disajikan atau 

ditulis dalam bentuk: 

CS:IP atau 348A:4214 atau CS:IP=38AB4 

Berapa alamat fisik yang direpresentasikan oleh 

4370:561E, dan 7A32:0028 



INTEL 8086 

Register Stack Pointer(SP) 

• Stack adalah bagian memori yang digunakan 

untuk menyimpan alamat dan data selama 

subprogram dilaksanakan. Jika sub program 

selesai dilaksanakan, isi stack dikembalikan ke 

lokasi semula, yakni IP dan akumulator. 

• SP merupakan register yang berisi offset 16-bit 

yang menghasilkan alamat fisik teratas dari 

memori stack. Untuk membangkitkan alamat 

fisik 20-bit, SP memerlukan bantuan register 

SS (stack segment). 



INTEL 8086 

Register Stack Pointer(SP) 

• Contoh: jika isi SS=5000 dan isi SP=FFE0, maka 

akan menghasilkan alamat fisik: 

SS 5 0 0 0 0 ← hardwired zero 

SP + F F E 0 

Alamat ------> 5 F F E 0 

fisik 

• Alamat fisik tersebut dapat direpresentasikan 

dalam 5FFE0 (single number) atau dalam bentuk 

SS:SP yakni 5000:FFE0. 



INTEL 8086 

Register Index dan Pointer 

• Kecuali SP, EU pada 8086 juga memiliki register 

base pointer (BP) 16-bit, dan juga register index 

SI (source index) 16-bit, dan DI (destination index) 

16-bit. 

• Walaupun BP, SI, dan DI dapat digunakan sebagai 

penyimpan sementara dari data seperti halnya 

pada register serbaguna, namun penggunaan 

utama mereka adalah menyediakan offset 16-bit 

dari data untuk suatu segmen base. Contoh: 

Alamat fisik data pada memori akan dibangkitkan 

dengan menambah isi SI dengan alamat segmen 

base yang direpresentasikan oleh bilangan 16-bit 

dalam register DS.

Arsitektur Mikroprosesor - ELearning Jogja

Transform your PDFs into Flipbooks and boost your revenue!

Arsitektur Mikroprosesor - ELearning Jogja

Transform your PDFs into Flipbooks and boost your revenue!

Delete template?

Save as template ?