DIGITAL & MICROPROCESSOR XII: RANGKAIAN REGISTER

Tujuan Pembelajaran :

1. Mengenal beberapa jenis register.

2. Menyusun rangkaian register.

3. Mempelajari cara kerja register.

Register merupakan suatu piranti yang digunakan untuk menyimpan (sementara) data digit. Data di dalam register itu dapat digeser, dibaca ataupun dihapus. Register dapat disusun secara langsung dengan flip-flop. Sebuah flip-flop (FF) dapat menyimpan (store) atau mengingat (memory) atau mencatat (register) data 1 bit. Jika ada n buah FF tentu saja dapat menyimpan data n bit. Dengan kata lain sederet FF dalam konfigurasi tertentu merupakan register yang kepadanya dapat dituliskan (write) suatu data atau dari register itu dapat dibaca (read) data yang tersimpan sebelumnya. Pekerjaan menulis, mengingat, dan menggeser data dapat dipikirkan pada kalkulator. Untuk memasukkan bilangan 45, pertama menekan tombol (tut) 4 dan segera dilepaskan. Angka 4 muncul pada tampilan kalkulator. Berikutnya menekan tombol 5 dan segera dilepaskan. Tampak bahwa angka 4 tidak hilang (memory) tetapi tergeser ke kiri satu posisi dan bilangan 45 segera muncul pada tampilan. Dalam proses operasi bilangan yang angka-angkanya dimasukkan menurut urutan tertentu, maka sebelum dioperasikan angka itu harus dicatat (disimpan) lebih dahulu. Misalnya dilakukan operasi penjumlahan 2 dan 7. Mula-mula dimasukkan 2, kemudian tekan tombol operasi penjumlahan (+). Angka 2 ini harus 104 disimpan (dicatat) agar nantinya dapat diproses bersama angka 7 yang dimasukkan kemudian. Kedua ilustrasi tersebut menunjukkan bahwa register memiliki ingatan (angka atau angka-angka muncul meskipun penekanan tombol dilepaskan), dapat dikenakan pergeseran (shift), dan dapat mencatat atau menyimpan data. Data tersebut ditampung atau disimpan dalam sekelompok flip-flop yang disebut register.

Operasi yang paling sering dilakukan kepada data yang disimpan di dalam register adalah operasi pergeseran (shift) atau pemindahan (transfer). Hal ini mencakup pemindahan data dari satu FF ke FF lain maupun dari satu register ke register lain. Gambar 10.13 menunjukkan pemindahan data dari satu register (misal register X) ke register lain (misal register Y) yang masing-masing register tersusun dari FF-D.

Dengan mengenakan pulsa transfer, nilai yang tersimpan paxa X0 dipindahkan ke Y0, X1 ke Y1, dan X2 ke Y2. Pemindahan data dari register X ke register Y tersebut merupakan pemindahan secara sinkron, karena nilai dari X0, X1 dan X2 dipindahkan secara bersamaan (paralel) berturut-turut ke dalam Y0, Y1 dan Y2. Jika isi register X dipindahkan ke register Y bit demi bit, maka pemindahan semacam ini disebut sebagai pemindahan secara serial. Gambar 10.14 berikut menunjukkan dua register masingmasing 3 bit yang dihubungkan sedemikian hingga isi register X dipindahkan (digeser) secara serial ke dalam register Y. Jenis FF yang digunakan adalah FF-D karena memerlukan persambungan yang lebih sedikit dari pada FF-JK.

Tampak bahwa FF terakhir (X0) dari register X dihubungkan dengan masukan FF pertama dari register Y. Ketika pulsa geser dikenakan, maka akan terjadi pemindahan data dengan arah sebagai berikut :

Keadaan X2 akan ditentukan oleh masukan D-nya. Sebagai gambaran sebelum dikenakan satu pulsa geser misalkan register X berisi 101, yakni X2 = 1, X1 = 0, X0 = 1 dan register Y dalam keadaan 000. Tabel berikut menunjukkan cara perubahan setiap FF ketika dikenakan tiga pulsa geser.

Hal yang perlu diperhatikan adalah bahwa sebelum pulsa geser dikenakan setiap masukan FF (D) mengambil harga yang telah tersimpan dalam keluaran FF di sebelah kirinya. Dari tabel di atas dapat dikemukakan secara umum bahwa untuk memindahkan semua bit (data) dari register X yang terdiri dari N bit seluruhnya ke register Y secara serial memerlukan N pulsa geser. Pada pemindahan data secara paralel, semua bit (data) dipindahkan secara bersamaan mengikuti satu pulsa geser, tidak bergantung banyak bit yang dipindahkan. Dengan membandingkan kedua cara pemindahan data tersebut tampak bahwa pemindahan data secara paralel lebih cepat dari pada pemindahan data yang sama apabila dilakukan secara serial. Namun demikian, pemindahan secara paralel memelukan lebih banyak persambungan dari pada cara serial. Kedua perbedaan tersebut akan lebih nyata untuk sejumlah besar bit data dan untuk pemindahan jarak jauh yang memerlukan persambungan yang lebih panjang. Jadi pemindahan secara paralel lebih cepat dan pemindahan secara serial lebih sederhana.

Jenis register dapat pula diklasifikasikan berdasarkan cara data masuk ke dalam suatu register untuk disimpan dan cara data dikeluarkan dari register tersebut. Untuk memasukkan dan mengeluarkan data masing-masing dapat dilakukan secara serial atau paralel. Cara serial berarti data dimasukkan atau dikeluarkan ke atau dari register secara beruntun bit demi bit. Sedangkan cara paralel berarti data yang terdiri dari beberapa bit dimasukkan atau dikeluarkan ke atau dari register secara serempak. Berdasarkan hal itu maka dikenal 4 jenis register, yaitu (1) Serial In Serial Out (SISO), (2) Serial In Paralel Out (SIPO), (3) Paralel In Serial Out (PISO), dan (4) Paralel In Paralel Out (PIPO). Salah satu rangkaian sederhana dari setiap jenis register itu tampak pada gambar berikut.

(1). Serial In Serial Out (SISO)