1. WISNU HENDRO MARTONO,M.Sc
06/09/13 12:58 1Organisasi Komputer by TIM DOSEN STT PLN

2. 06/09/13 12:58Organisasi Komputer by TIM DOSEN STT PLN 2

3.  Sum output
 Logic equation:
 Circuit:
06/09/13 12:58 3Organisasi Komputer by TIM DOSEN STT PLN

4. 06/09/13 12:58Organisasi Komputer by TIM DOSEN STT PLN 4
• Carry output • Logic equation:
• Circuit:

5. 06/09/13 12:58Organisasi 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. 06/09/13 12:58Organisasi 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. 06/09/13 12:58Organisasi 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. 06/09/13 12:58Organisasi 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. 06/09/13 12:58Organisasi 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. 06/09/13 12:58Organisasi 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. 06/09/13 12:58Organisasi 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. 06/09/13 12:58Organisasi 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. 06/09/13 12:58Organisasi 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. 06/09/13 12:58Organisasi 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. 06/09/13 12:58Organisasi 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. 06/09/13 12:58Organisasi 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.
06/09/13 12:58 17Organisasi Komputer by TIM DOSEN STT PLN

18. 06/09/13 12:58Organisasi 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. 06/09/13 12:58Organisasi 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. 06/09/13 12:58Organisasi 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. 06/09/13 12:58Organisasi 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. 06/09/13 12:58Organisasi 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. 06/09/13 12:58Organisasi Komputer by TIM DOSEN STT PLN 23
Bentuk
ALU
32 bit
operand
32 bit
operand
32 bit
result
Control
(operation selection)

24. 06/09/13 12:58Organisasi 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. 06/09/13 12:58Organisasi 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. 06/09/13 12:58Organisasi 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. 06/09/13 12:58Organisasi Komputer by TIM DOSEN STT PLN 27
Logic Design utk 1-Bit
AND/OR
Mux Result
A
B
Op

28. 06/09/13 12:58Organisasi 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. 06/09/13 12:58Organisasi Komputer by TIM DOSEN STT PLN 29
b
0
2
Result
Operation
a
1
CarryIn
CarryOut
This is 2 bits!

30. 06/09/13 12:58Organisasi 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. 06/09/13 12:58Organisasi 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. 06/09/13 12:58 32Organisasi Komputer by TIM DOSEN STT PLN

33. 06/09/13 12:58Organisasi Komputer by TIM DOSEN STT PLN 33
UNTUK LEBIH MEMAHAMI, ULANG MATERI
INI DENGAN CARA MENGGUNAKAN SOAL
YANG ADA PADA BUKU REFERENSI.
TERIMA KASIH