Arithmetic Logic Unit adalah salah satu bagian dari sebuah mikroprosesor yang berfungsi untuk melakukan operasi hitungan aritmetika dan logika. Contoh operasi aritmetika adalah operasi penjumlahan dan pengurangan, sedangkan contoh operasi logika adalah logika AND dan OR.
Tugas Arithmetic Logic Unit
Tugas utama dari ALU adalah melakukan semua perhitungan anitmetika yang terjadi sesuai dengan instruksi program. ALU melakukan operasi aritmetika dengan dasar pertambahan, sedang operasi aritmetika yang Iainnya seperti pengurangan, perkalian, dan pembagian, dilakukan dengan dasar penjumlahan. Karena itu, sirkuit elektronik di ALU yang digunakan untuk melaksanakan operasi aritmetika ini disebut adder. Tugas lain dari ALU adalah melakukan keputusan dan operasi logika sesuai dengan instruksi program. Operasi logika (logical operation) meliputi perbandingan dua buah elemen logika dengan menggunakan operator logika, yaitu:
- sama dengan (=)
- tidak sama deugan (<>)
- kurang dari (< )
- kurang atau sama dengan dari ,(<=)
- Iebih besar dari (>)
Jenis Rangkaian Arithmetic Logic Unit
Rangkaian pada ALU yang digunakan untuk menjumlahkan bilangan dinamakan dengan Adder.Adder digunakan untuk memproses operasi aritmetika. Adder juga disebut rangkaian kombinasional aritmetika. Ada 3 jenis adder:
- Rangkaian Adder dengan menjumlahkan dua bit disebut Half Adder.
- Rangkaian Adder dengan menjumlahkan tiga bit disebut Full Adder.
- Rangkaian Adder dengan menjumlahkan banyak bit disebut Parallel Adder.
Rangkaian Half Adder
Half adder adalah suatu rangkaian penjumlahan sistem bilangan biner yang paling sederhana. Rangkaian ini hanya dapat digunakan untuk operasi penjumlahan data bilangan biner sampai 1 bit saja. Rangkaian Half Adder memiliki 2 terminal input untuk 2 variabel bilangan biner dan 2 terminal output, yaitu summary out (SUM) dan carry out (CARRY).
Half Adder (HA) adalah rangkaian penjumlahan sistem bilangan biner yang paling sederhana. Rangkaian ini hanya dapat digunakan untuk melakukan operasi penjumlahan dua bilangan biner 1 bit. Rangkaian half adder memiliki dua terminal input untuk 2 variabel bilangan biner dan 2 terminal output, yaitu summary out (sum) dan carry out (carry). Aturan-aturan untuk melakukan penambahan biner dua bit diilustrasikan sebagai berikut:
Tiga aturan pertama mudah dimngerti, sedangkan aturan 4 menyatakan bahwa penjumlahan biner 1 + 1 = 10 (desimal 2). Angka 1 hasil penjumlahan dibawa ke kolom yang mempunyai tingkatan lebih tinggi, dan dikatakan terdapat carry. Rancangan diagram logika menggunakan XOR dan AND, masukan diberikan simbol A dan B sedangkan keluaran diberi simbol ∑ yang berarti jumlah (SUM) dan Simbol Co berarti bawaan keluar (Carry Out). Diagram logika dan penambahan setengah (half adder) dengan input A dan B, simbol half adder dan tabel kebenaran diberikan pada gambar berikut.
Rangkaian Full Adder
Full Adder adalah rangkaian elekronik yang bekerja melakukan perhitungan penjumlahan penuhdari dua buah bilangan biner yang masing-masing terdiri dari satu bit. Rangkaian ini memiliki 3input dan 2 output, salah satu input merupakan nilai dari pindahan penjumlahan, kemudian sama seperti pada hafl adder salah satu outputnya dipakai sebagai tempat nilai pindahan dan yang lain sebagai hasil dari penjumlahan.
Rangkaian full adder (FA) dapat digunakan untuk menjumlahkan bilangan biner yang lebih dari 1 bit. Rangkaian Full Adder dapat dibentuk oleh gabungan 2 buah rangkaian half adder dan sebuah gerbang OR untuk menjumlahkan carry output. Pada penambahan penuh muncul aturan kelima yang menyatakan suatu penjumlahan setengah tidak akan bekerja bila muncul carry-in. Oleh karena itu penambahan penuh mempunyai tiga masukan yaitu A, B dan C-in, sedangkan keluaran adalah SUM dan Co (carry out). Diagram logika dari full adder dan tabel kebenaran disajikan pada gambar berikut, untuk simulasi bisa digunakan software electronic workbench.
