Perpustakaan Digital ITB

Tugas akhir ini meliputi perancangan penanganan set instruksi Thumb unruk prosesor Tiny-ARM32. Perancangan dimodelkan dalam VHDL (Very High Speed Integrated Circuit Hardware Design Language) sehingga dapat dilakukan sintesis dan pengujian fungsionalitas desain. Prosesor Tiny-ARM32 merupakan sebuah rancangan prosesor sederhana oleh Felis Dwiyasa yang dibuat untuk mengimplementasikan sebagian kecil instruksi ARM yang sangat populer digunakan dalam devais mobile. Core Tiny-ARM32 juga dilengkapi dengan hirarki cache L1 dan L2 yang on-chip beserta sistem kontrolnya sebagai penyimpan data pada core. Perancangan penanganan set instruksi Thumb oleh prosesor dilakukan sebagai fondasi untuk meningkatkan kepadatan instruksi. Sebagai inti dari penanganan set instruksi Thumb, dirancang sebuah dekompresor instruksi untuk prosesor yang berfungsi menerjemahkan instruksi Thumb selebar 16 bit menjadi instruksi ARM dengan lebar 32 bit. Kemudian ditambahkan pula instruksi tipe branch and exchange yang diperlukan agar prosesor dapat beroperasi dalam state Thumb dan ARM secara dinamis. CPSR sebagai penyimpan flag penunjuk bagi prosesor juga disesuaikan agar dapat menangani Thumb bit. Kesemua perubahan tersebut diintegrasikan dalam prosesor Tiny-ARM32. Berdasarkan hasil sintesis, core Tiny-ARM32 dengan penanganan set instruksi Thumb menggunakan 3.158 Look-Up Table, 1.197 register, dan 150.016 memory bit pada FPGA EP2S15F484C3 keluarga Stratix II dari Altera. Hasil timing analysis menunjukkan bahwa delay terpanjang pada desain adalah 19.339 ns dan dapat beroperasi dengan frekuensi clock maksimum sebesar 51.71 MHz. Pengujian yang dilakukan dengan vektor uji menunjukkan bahwa seluruh hasil rancangan penanganan set instruksi Thumb untuk prosesor Tiny-ARM32 telah dapat bekerja sesuai dengan yang diinginkan.