ALU (Arithmetic Logic Unit) identik dengan salah satu bagian dari sebuah mikroprosesor yang berfungsi untuk melakukan operasi hitungan aritmetika dan logika. Beberapa bentuk penggunaan operasi aritmetika dapat dilihat pada operasi penjumlahan dan pengurangan, sedangkan operasi logika dapat dilihat pada logika AND dan OR. ALU melakukan operasi aritmetika dengan dasar pertambahan, sedangkan operasi aritmetika yang lainnya seperti pengurangan, perkalian, dan pembagian dilakukan dengan dasar penjumlahan. Operasi logika (logical operation) meliputi perbandingan dua buah elemen logika dengan menggunakan operator logika, yaitu sama dengan (=), tidak sama dengan (<>), kurang dari (<), kurang atau sama dengan dari (<=), serta lebih besar dari (>).
1. Rangkaian Half Adder
Half adder identik dengan suatu rangkaian penjumlahan sistem bilangan biner yang paling sederhana. Rangkaian ini hanya dapat digunakan untuk operasi penjumlahan data bilangan biner sampai 1 bit saja. Rangkaian half adder memiliki 2 terminal input untuk 2 variabel bilangan biner dan terminal summary out (SUM) dan carry out (CARRY) sebagai terminal outputnya. Rangkaian half adder sering disebut sebagai rangkaian penjumlah tak lengkap. Jika sebuah half adder memiliki dua masukan (A dan B), dan dua keluaran (S dan Cy), maka hasilnya adalah sebagai berikut
a. Jika A = 0 dan B = 0 dijumlahkan, maka hasilnya adalah 5 (Sum) = 0.
h. Jika A = 0 dan B = 0 dijumlahkan, maka hasilnya adalah 5 (Sum) = 1.
c. Jika A = 1 dan B = 1 dijumlahkan, maka hasilnya adalah S (Sum) = 0 dengan nilai pindahan Cy (Carry Out) = 1.
Berdasarkan data tersebut, dapat diketahui bahwa nilai logika dari Sum pada rangkaian half adder sama dengan nilai logika pada gerbang XOR, sedangkan nilai logika Cy identik dengan gerbang logika AND. Oleh sebab itu, dapat ditentukan beberapa aturan-aturan dalam melakukan penambahan biner dua bit adalah sebagai berikut.Pada aturan 4 menyatakan bahwa penjumlahan biner 1+1 10 (desimal 2). Angka I hasil penjumlahan dibawa ke kolom yang memiliki tingkatan lebth tinggi sehingga bisa dinyatakan memiliki carry lika rancangan diagram logika menggunakan XOR dan AND dengan masukan menggunakan simbol A dan B sedangkan keluaran diberi simbol 2 yang berarti jumlah (SUM) dan simbol C, hal ini berarti sebagai bawaan keluar (Carry Out). Berdasarkan perhitungan tersebut, pembuatan diagram logika dan penambahan setengah (half adder) dengan input A dan 8. simbol half adder, dan tabel kebenaran dapat dilihat pada gambar berikut.
2. Rangkaian Full Adder
Full Adder (FA) identik dengan rangkaian elekronik yang bekerja melakukan perhitungan penjumlahan penuh dari dua bilangan biner yang masing-masing terdiri dari 1 bit. Hal ini dikarenakan pada rangkaian jenis ini memiliki 3 input dan 2 output, di mana salah satu impur identik dengan nilai dari pindahan penjumlahan, salah satu output-nya dipakai sebagai tempat nilai pindahan, dan sisanya sebagai hasil dari penjumlahan. Dengan demikian, rangkaian full adder bisa digunakan untuk menjumlahkan bilangan biner yang lebih dari 1 bit. Selain itu, rangkaian full adder dapat dibentuk oleh gabungan 2 buah rangkaian half adder dan sebuah gerbang OR untuk menjumlahkan carry output. Pada penambahan penuh muncul aturan kelima yang menyatakan suatu penjumlahan setengah tidak akan bekerja bila muncul carry-in. Oleh karena itu, penambahan penuh memiliki tiga masukan yaitu A, B dan C-in akan menghasilkan keluaran berupa SUM dan C (carry out).
3. Rangkaian Ripple Carry Adder
Ripple carry adder identik dengan rangkaian penjumlah N bit yang memiliki increment (INC), sehingga hasil penjumlahan bilangan A dan B akan kelebihan 1 (satu). Increment merupakan input carry yang diberikan sinyal "1"
a. Fungsi Penjumlahan
ALU tidak memproses bilangan desimal melainkan bilangan biner. Sebelum memahami rangkaian-rangkaian di dalam sebuah ALU, harus mengetahui bagai mana penjumlah bilangan biner itu dilaksanakan. Terdapat lima aturan dasar penjumlahan yang harus diketahui sebagai berikut.
0.0
<=0
a + 1 = 1
1+0 -1
1+1 0/+1 sebagai simpanan (carry)
1 + 1 + 1 = 1l + 1 sebagai simpanan
Pada penggunaan bilangan biner yang lebih besar, misalnya dalam bilangan desimal, maka penjumlahan biner harus dilakukan kolom demi kolom. Misalnya, 11011 + 11010 dengan cara penghitungan dimulai dari kolom yang bernilai kecil (least sigfinicant bit). Kemudian dengan menjumlahkan bit-bit kolom kedua, ketiga, keempat, dan seterusnya.
b. Fungsi Pengurangan
Pengurangan langsung pada umumnya telah diterapkan dalam operasi kom- puter. Namun, untuk pengurangan bilangan biner yang lebih besar dilakukan dengan cara berbeda. Misalnya, menghitung pengurangan 111 - 101. Dari kolom paling kanan, 1 - 1 = 0, kemudian 1-0 = 1, dan akhirnya 1-1 = 0, sehingga hasilnya adalah 0011. Hal ini dapat terjadi jika dalam kolom bernilai kecil (least sigfinicant bit) 1-0 = 1, maka pada kolom kedua harus meminjam dan berlanjut ke kolom selanjutnya sehingga menjadi 1-0-1 = 1. Sedangkan pada kolom ketiga menjadi 0-0 = 0 dan kolom keempat 1 - 1 = 0.
Guna melakukan penghitungan pengurangan pada bilangan biner berlaku aturan-aturan berikut.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar