Pengertian dan Penjelasan tentang Control Unit (CU)

Control Unit atau CU merupakan salah satu komponen CPU yang bertugas menangani semua kontrol sinyal pada prosesor. Artinya, Control unit mengarahkan semua aliran data dari input maupun output untuk mengambil kode instruksi dari program dan mengarahkan unit-unit lain dengan menyediakan kontrol serta sinyal pewaktuan. Control unit memiliki dua bentuk, yaitu:

 

1. Hard Wired

 

Hard wired merupakan suatu desain dan bentuk yang didasarkan pada arsitektur tetap atau tidak bisa berubah. Control Unit dalam bentuk hard wired ini terbuat dari flip-flop, sirkuit digital, gerbang logika, encoder dan decoder yang tersambung dengan cara yang spesifik. Pada saat terjadi perubahan set instruksi, maka sambungan dan sirkuit harus ikut diubah. 

 

2. Program Mikro

 

Control unit yang menggunakan desain kontrol mikro tersimpan pada memori khusus yang digunakan untuk mengontrol dan memiliki basis flowchart. Kontrol mikro memiliki sifat yang sederhana sehingga bisa diubah.

 

Control unit mengawasi pelaksanaan siklus instruksi dan membangkitkan sinyal-sinyal kontrol yang relevan di waktu yang tepat agar operasinya bisa dikerjakan pada CPU dan unit-unit eksternal lainnya, seperti memori dan I/O controller atau devices. Control unit dirancang untuk suatu organisasi datapath spesifik seperti register, ALU dan lain sebagainya. Jadi, control unit merupakan salah satu bagian dari prosesor yang melakukan operasi kontrol pada seluruh kegiatan yang terjadi pada prosesor, baik itu penulisan data, penyimpanan data, pemrosesan data maupun instruksi-instruksi lainnya. 

 

Baca juga : Pengertian dan Struktur Mikrokontroler

 

Fungsi Control Unit

 

1. Menerjemahkan perintah dan mengontrol eksekusi instruksi secara berurutan.

 

2. Mengarahkan aliran data pada area komputer yang berbeda sesuai dengan bagiannya masing-masing.

 

3. Mengatur dan mengontrol timing.

 

4. Mengirim dan menerima sinyal kontrol dari perangkat komputer yang lain.

 

5. Menangani macam-macam perintah seperti fetching, execution handling, decoding dan menyimpan hasil perhitungan.

 

Jenis – jenis Control Unit

 

Berdasarkan proses cycle atau perputaran alur kerjanya, control unit dibedakan menjadi dua yaitu :

 

1. Single-Cycle Control Unit

 

Proses yang terjadi di Single-Cycle Control Unit hanya dalam satu clock cycle. Artinya, setiap instruksi ada pada satu cycle yang tidak membutuhkan beberapa keadaan. Jadi, fungsi masing-masing Boolean control line hanya termasuk fungsi dari opcode. Clock cycle dalam proses ini harus memiliki panjang yang sama untuk setiap jenis instruksi. Control unit jenis ini memiliki dua bagian, yaitu proses mendecode opcode untuk mengelompokkannya menjadi empat macam instruksi di gerbang AND dan pemberian sinyal kontrol berdasarkan jenis instruksinya di gerbang OR. 

 

2. Multi-Cycle Control Unit

 

Control unit jenis ini memilii fungsi lebih banyak. Fungsi Boolean dari setiap output control line bisa ditentukan masing-masing yang akan menjadi fungsi dari 10 buah input logic. Jadi akan terdapat banyak fungsi Boolean dan setiap fungsinya tidak sederhana. Pada multi-cycle control unit, sinyal kontrolnya tidak lagi ditentukan dengan melihat pada bit-bit instruksinya melainkan bit-bit opcode memberitahukan operasi apa yang selanjutnya akan dijalankan oleh CPU. 

 

Cara Kerja Control Unit

 

Ketika tombol power pada komputer diaktifkan pertama kali, maka komputer tersebut menjalankan operasi bootstrap. Operasi bootstrap akan membaca sebuah instruksi dari suatu lokasi memori yang sebelumnya telah diketahui dan mentransfer instruksi tersebut ke control unit untuk dieksekusi. Instruksi-instruksi tersebut dibaca dari memori dan dieksekusi sesuai dengan urutan penyimpanannya. 

 

Program counter dari suatu komputer menyediakan suatu cara untuk menyimpan alamat instruksi yang akan dieksekusi berikutnya. Setelah sebuah instruksi selesai diproses, maka program counter akan kembali dicek untuk mengambil dan menjalankan instruksi berikutnya. Semua instruksi bisa dieksekusi sesuai dengan urutannya melalui informasi yang disediakan oleh program counter. 

 

Register instruksi merupakan register yang digunakan untuk menyimpan dan membaca instruksi melalui proses decoding. Selanjutnya, control unit akan mengeluarkan sinyal-sinyal kontrol untuk memberi arahan pada komponen terkait di dalam sebuah CPU sesuai dengan instruksi yang sudah diterjemahkan tersebut.