Dokumen tersebut membahas tentang organisasi komputer khususnya mengenai adder, decoder, multiplexor, dan ALU. Adder digunakan untuk operasi penjumlahan dan pengurangan dengan menggunakan ripple carry atau carry lookahead. Decoder dan multiplexor merupakan komponen logika dasar yang digunakan pada ALU untuk melakukan operasi-operasi aritmatika dan logika.

1. WISNU HENDRO MARTONO,M.Sc
06/02/13 04:16 1Organisasi Komputer by TIM DOSEN STT PLN

2. 06/02/13 04:16Organisasi Komputer by TIM DOSEN STT PLN 2

3.  Sum output
 Logic equation:
 Circuit:
06/02/13 04:16 3Organisasi Komputer by TIM DOSEN STT PLN

4. 06/02/13 04:16Organisasi Komputer by TIM DOSEN STT PLN 4
• Carry output • Logic equation:
• Circuit:

5. 06/02/13 04:16Organisasi Komputer by TIM DOSEN STT PLN 5
1 Bit Adder
adder
A
B
Carry In
Sum
Carry Out
A B Carry
In
Carry
Out
Sum
0 0 0 0 0
0 0 1 0 1
0 1 0 0 1
0 1 1 1 0
1 0 0 0 1
1 0 1 1 0
1 1 0 1 0
1 1 1 1 1

6. 06/02/13 04:16Organisasi Komputer by TIM DOSEN STT PLN 6
4 Bit Ripple Carry Adder
adder
A0
C0
S0
B0
adder
A1
S1
B1
adder
A2
S2
B2
adder
A3
S3
B3
C1C2C3
A3A2A1A0
+ B3B2B1B0
S3S2S1S0
C3 C2 C1 C0

7. 06/02/13 04:16Organisasi Komputer by TIM DOSEN STT PLN 7
4 Bit Ripple Carry Adder
adder
A0
C0
S0
B0
adder
A1
S1
B1
adder
A2
S2
B2
adder
A3
S3
B3
C1C2C3
A3A2A1A0
+ B3B2B1B0
S3S2S1S0
C3 C2 C1 C0

8. 06/02/13 04:16Organisasi Komputer by TIM DOSEN STT PLN 8
4 Bit Ripple Carry Adder
adder 0adderadderadder
1100 0100
0011
+ 0010
1
adder
0
1
0
0
adder
1
0
1
1
adder
0
1
0
0
adder
0
0

9. 06/02/13 04:16Organisasi Komputer by TIM DOSEN STT PLN 9
Pengurangan
• Menghitung A-B  A + (-B-1) + 1
• -B-1 seluruh bit di Inversi.
• Menambah +1 dg menetapkan C0 dg 1

10. 06/02/13 04:16Organisasi Komputer by TIM DOSEN STT PLN 10
Subtraction
adder 1adderadderadder
1010
0101
- 0011
0
adder
1
0
1
adder
0
1
0
adder
1
0
0
adder
1
0
0011
B inverted

11. 06/02/13 04:16Organisasi Komputer by TIM DOSEN STT PLN 11
Bilangan Kompliment Dua
• Tidak ada yg berbeda!
– Merupakan keuntungan menggunakan
representasi kompliment dua.
• Overflow:
– Utk Penambahan: sign pada hasil berbeda
dg sign dari operands (walaupun sama2
mempunyai sign).

12. 06/02/13 04:16Organisasi Komputer by TIM DOSEN STT PLN 12
-3 + 7
adder 0adderadderadder
1011 1110
1101
+ 0111
0
adder
1
0
1
0
adder
1
0
1
1
adder
1
1
1
0
adder
1
0

13. 06/02/13 04:16Organisasi Komputer by TIM DOSEN STT PLN 13
-3 + -7
adder 0adderadderadder
1011 1001
1101
+ 1001
0
adder
0
0
1
1
adder
1
1
0
1
adder
0
1
0
0
adder
1
0
Overflow!

14. 06/02/13 04:16Organisasi Komputer by TIM DOSEN STT PLN 14
Ripple Carry Timing
• Semua adder sebenarnya beroperasi
berdasar waktu (dirancang menggunakan
rangkaian combinational).
• Menunggu cukup lama (hingga carry terakhir
dihitung) dan perhatikan pada jawaban
terakhir.
• Sepertinya terjadi adanya kesalahan pada
nilai sementaranya!

15. 06/02/13 04:16Organisasi Komputer by TIM DOSEN STT PLN 15
Carry Look-ahead
• Menghitung bit carry segera.
• Tidak memungkinkan utk adder yg
besar (32 bit), tetapi realistis utk 4 bit
adder.

16. 06/02/13 04:16Organisasi Komputer by TIM DOSEN STT PLN 16
4 Bit Carry Look-ahead
adderadderadderadder
0011
+ 0010
Carry Generator
1100
1100
0100
0100 0
1
adder
0
1
0
0
adder
1
1
1
adder
0
1
0
0
adder
0
0
Carry Generator
0
0

17. Decoders: n input, 2n
output.
Masukan digunakan utk memilih Luaran mana yg akan
dihidupkan. Setiap saat hanya satu Luaran yg akan
hidup/on.
Multiplexors: 2n
input, n selection bit, 1 output.
Bit yg terpilih menentukan Masukan mana yg akan
menjadi Luaran.
06/02/13 04:16 17Organisasi Komputer by TIM DOSEN STT PLN

18. 06/02/13 04:16Organisasi Komputer by TIM DOSEN STT PLN 18
2 input Decoder
Decoder
I0
I1
O0
O2
O1
O3
Perlakukan I0I1 as a 2 bit integer i. The ith
output will be
turned on (Oi=1), all the others off.
I0 I1 O0 O1 O2 O3
0 0 1 0 0 0
0 1 0 1 0 0
1 0 0 0 1 0
1 1 0 0 0 1
Decoder Truth Table

19. 06/02/13 04:16Organisasi Komputer by TIM DOSEN STT PLN 19
Decoder Boolean Expressions
103
102
101
100
IIO
IIO
IIO
IIO
•=
•=
•=
•=
Decoder Implementation
I1I0
O0
O1
O2
O3

20. 06/02/13 04:16Organisasi Komputer by TIM DOSEN STT PLN 20
2 Input Multiplexor
Inputs: I0 and I1
Selector: S
Output: O
If S is a 0: O=I0
If S is a 1: O=I1
Mux
I0
I1
O
S

21. 06/02/13 04:16Organisasi Komputer by TIM DOSEN STT PLN 21
2-Mux Truth Table
S O
0 I0
1 I1
Abbreviated
Truth Table
S I0 I1 O0
0 0 0 0
0 0 1 0
0 1 0 1
0 1 1 1
1 0 0 0
1 0 1 1
1 1 0 0
1 1 1 1

22. 06/02/13 04:16Organisasi Komputer by TIM DOSEN STT PLN 22
Unit Logika Arithmatik
• Peralatan yg membentuk tindakan
operasi arithmatik dan operasi logika.
– arithmetic ops: addition, subtraction
– logic operations: AND, OR
• Utk MIPS diperlukan 32 bit ALU
– Yg mampu menambahkan besaran hingga
32 bit dll.

23. 06/02/13 04:16Organisasi Komputer by TIM DOSEN STT PLN 23
Bentuk
ALU
32 bit
operand
32 bit
operand
32 bit
result
Control
(operation selection)

24. 06/02/13 04:16Organisasi Komputer by TIM DOSEN STT PLN 24
Mesin kap.1 bit AND/OR
• Merancang peralatan hitung dlm satu
box menggunakan AND atau OR.
• Digunakan control input utk
menentukan bentuk operasi apa
dihasilkan.
– Nama control “Op”.
• if Op==0 do an AND
• if Op==1 do an OR

25. 06/02/13 04:16Organisasi Komputer by TIM DOSEN STT PLN 25
Truth Table For 1-bit AND/OR
Op A B Result
0 0 0 0
0 0 1 0
0 1 0 0
0 1 1 1
1 0 0 0
1 0 1 1
1 1 0 1
1 1 1 1
A
B
Op
Result
Op=0: Result is A•B
Op=1: Result is A+B

26. 06/02/13 04:16Organisasi Komputer by TIM DOSEN STT PLN 26
Logic utk 1-Bit AND/OR
• Dapat diturunkan dari SOP atau POS
dan membangun rangkaian Logika dan
yg berhubungan.
• Dapat juga dilakukan seperti:
– Masukan A dan B ke rangkaian OR gate.
– Masukan A dan B ke rangkaian AND gate.
– Menggunakan 2-input MUX utk menjemput
salah satu utk digunakan.
• Op menseleksi masukan ke MUX.

27. 06/02/13 04:16Organisasi Komputer by TIM DOSEN STT PLN 27
Logic Design utk 1-Bit
AND/OR
Mux Result
A
B
Op

28. 06/02/13 04:16Organisasi Komputer by TIM DOSEN STT PLN 28
1 Bit ALU
• Gabungan AND/OR dengan Adder.
• Harus menggunakan 4-input MUX
dengan 2 masukan penyeleksi.
AND OR add

29. 06/02/13 04:16Organisasi Komputer by TIM DOSEN STT PLN 29
b
0
2
Result
Operation
a
1
CarryIn
CarryOut
This is 2 bits!

30. 06/02/13 04:16Organisasi Komputer by TIM DOSEN STT PLN 30
Building a 32 bit ALU
• 64 inputs
• 3 different Operations (AND,OR,add).
• 32 bit output
A0 A1 … A31 B0 B1 … B31
……
Op
R0 R1 … R31
…
Result

31. 06/02/13 04:16Organisasi Komputer by TIM DOSEN STT PLN 31
New 32-bit ALU
Set
a31
0
ALU0 Result0
CarryIn
a0
Result1
a1
0
Result2
a2
0
Operation
b31
b0
b1
b2
Result31
Overflow
Binvert
CarryIn
Less
CarryIn
CarryOut
ALU1
Less
CarryIn
CarryOut
ALU2
Less
CarryIn
CarryOut
ALU31
Less
CarryIn
• Masukan 0 ke Less
seluruhnya tetapi
LS.
• Hasil penambahan
pd MS ALU akan
dikembalikan ke
Less dr LS ALU

32. 06/02/13 04:16 32Organisasi Komputer by TIM DOSEN STT PLN

33. 06/02/13 04:16Organisasi Komputer by TIM DOSEN STT PLN 33
UNTUK LEBIH MEMAHAMI, ULANG MATERI
INI DENGAN CARA MENGGUNAKAN SOAL
YANG ADA PADA BUKU REFERENSI.
TERIMA KASIH