The unit kontrol adalah sirkuit digital yang mengatur operasi dan menangani semua sinyal kontrol dalam prosesor komputer. Hal ini memungkinkan unit logika, memori, serta periferal input dan output mengetahui cara mereplikasi perintah yang diterima dari suatu program. Dengan demikian, ia merutekan semua aliran masukan dan keluaran, mencari kode untuk operasi program, dan mengarahkan unit lain dengan mengirimkan sinyal waktu dan kontrol.
Unit kontrol bertindak dengan menerima data input, yang diubah menjadi sinyal kontrol dan kemudian dikirim ke prosesor pusat. Prosesor memerintahkan perangkat yang berbeda operasi apa yang harus dilakukan.
Sumber: pixabay.com
Unit ini adalah komponen prosesor yang bertindak sebagai otak Anda, menghasilkan instruksi untuk hampir semua operasi dan memastikan bahwa instruksi tersebut dijalankan dengan benar.
Contoh perangkat yang menggunakan unit kontrol adalah unit pemrosesan pusat (CPU) dan unit pemrosesan grafis (GPU).
Komponen
Untuk menjalankan suatu tindakan, unit kontrol CPU harus menghasilkan sinyal kontrol yang diperlukan dalam urutan yang benar. Ada dua pendekatan yang digunakan untuk menghasilkan sinyal kontrol ini dalam urutan yang benar.
Unit terintegrasi
Unit kontrol terdiri dari gerbang logika, sandal jepit, sirkuit digital, pembuat enkode dan dekoder, yang disambungkan dengan cara yang mapan.
Ini dapat dianggap sebagai aparatur negara, yang bervariasi dari satu negara bagian ke negara lain di setiap siklus clock, tergantung pada konten register instruksi dan input eksternal.
Output dari alat negara ini adalah sinyal kontrol. Urutan operasi yang dilakukan oleh mesin ini ditentukan oleh kabel elemen logika. Untuk alasan ini disebut "terintegrasi".
Desainnya didasarkan pada arsitektur tertentu. Ketika perubahan pada set instruksi diperlukan, perubahan harus dilakukan pada perkabelan dan sirkuit.
Ini adalah dasar untuk arsitektur komputasi himpunan instruksi yang dikurangi (RISC), yang hanya memiliki sejumlah kecil instruksi.
Sinyal kontrol
Sinyal kontrol sangat penting untuk mengarahkan pelaksanaan operasi. Mereka disebarluaskan oleh sirkuit logika yang dirancang dengan jelas, di mana metode pembangkitan sinyal tidak dapat dimodifikasi tanpa perubahan fisik dalam struktur sirkuit.
Sinyal kontrol untuk melakukan operasi harus disiarkan tidak pada satu titik waktu, tetapi selama seluruh periode waktu yang sesuai dengan siklus eksekusi instruksi.
Opcode suatu instruksi mencakup informasi dasar untuk menyiarkan sinyal kendali.
Dekoder instruksi
Opcode didekodekan dalam dekoder instruksi. Ini terdiri dari satu set decoder yang memecahkan kode bidang berbeda dari kode operasi instruksi.
Dekoder instruksi memungkinkan unit kontrol untuk memasuki keadaan pertama yang terkait dengan pelaksanaan operasi baru, yang berlangsung selama sinyal waktu dan sinyal masukan lainnya tetap tidak berubah.
Perubahan salah satu sinyal di atas meminta status unit kontrol untuk berubah.
Akibatnya, beberapa baris yang keluar dari dekoder instruksi memperoleh nilai dalam sinyal. Garis-garis ini digabungkan ke perangkat generator sinyal kontrol untuk berbagai unit komputer.
Dengan mengulangi pengorganisasian fase-fase ini, urutan status internal yang sesuai disusun di unit kontrol.
Ketika instruksi baru tiba di unit kontrol, unit yang disematkan berada dalam status awal untuk mengambil instruksi baru.
Unit terprogram
Perbedaan penting dari pendekatan ini sehubungan dengan unit terintegrasi adalah keberadaan penyimpanan kontrol, yang digunakan untuk menyimpan program mikro yang mencakup sinyal kontrol berkode yang penting untuk pelaksanaan operasi.
Kode operasi instruksi tidak akan didekodekan untuk segera membuat sinyal kontrol, tetapi alamat program mikro yang disimpan di penyimpanan kontrol akan ditunjukkan.
Artinya, sinyal kontrol yang dilampirkan dengan instruksi disimpan dalam sel memori khusus sebagai firmware yang dapat diganti.
Unit kontrol terprogram lebih lambat daripada unit internal karena waktu yang diperlukan untuk memulihkan operasi yang ditemukan di unit memori.
fitur
Merupakan tanggung jawab unit kontrol untuk menginformasikan perangkat input dan output, memori utama dan unit logis-aritmatika komputer bagaimana mereplikasi operasi yang dikeluarkan untuk prosesor.
Mendapatkan operasi program ke dalam memori dan membawanya ke register prosesor. Bergantung pada apa yang termasuk register ini, unit kontrol membuat sinyal yang memantau kinerja operasi ini.
Bergantung pada jenis operasi yang Anda masukkan ke unit kontrol, Anda dapat mengubah jumlah dan urutan langkah-langkah berurutan yang dibuat untuk memilih dan mengkonfigurasi bagian-bagian CPU yang akan digunakan untuk mencapai tujuan operasi, baik itu bergerak, memodifikasi atau menyimpan data.
Proses operasi decoding ini dilakukan lagi saat penghitung bertambah ke alamat program yang disimpan berikutnya. Dari alamat itu operasi baru dimasukkan ke dalam unit kendali, dan seterusnya sampai program berakhir.
Ilustrasi
Fungsi yang dijalankan oleh unit kontrol akan bergantung pada jenis CPU, karena perbedaan struktur yang ada di antara merek yang berbeda. Diagram berikut menggambarkan bagaimana instruksi dalam suatu program diproses.
Sumber: Oleh Kapooht - Karya sendiri, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=25789639
- Menangani banyak tugas, seperti pencarian dan pengambilan instruksi, decoding, manajemen eksekusi dan penyimpanan hasil.
- Menerima instruksi atau perintah eksternal yang diubah menjadi urutan sinyal kontrol.
- Tafsirkan instruksi.
- Mengontrol pelaksanaan instruksi secara berurutan.
- Mengkoordinasikan urutan pergerakan data masuk, keluar, dan antara banyak sub-unit prosesor.
- Mengatur dan mengontrol sinkronisasi unit eksekusi, seperti unit logis aritmatika, dan penyimpanan data serta register yang terdapat dalam prosesor.
- Mengirim dan menerima sinyal kontrol ke perangkat komputasi lain.
- Mengarahkan dan mengontrol aliran data melalui berbagai area komputer.
Referensi
- Techopedia (2019). Unit Kontrol (CU). Diambil dari: ceilingpedia.com.
- Computer Hope (2017). Unit kontrol. Diambil dari: computerhope.com.
- Geeks for Geeks (2019). Organisasi Komputer: Unit Kontrol terprogram v / s Mikro Diambil dari: geeksforgeeks.org.
- Geeks for Geeks (2019). Pengenalan Unit Kontrol dan Desainnya. Diambil dari: geeksforgeeks.org.
- Wikipedia, ensiklopedia gratis (2019). Unit kontrol. Diambil dari: en.wikipedia.org.