Implementasi CPU berbasis Simple-As-Possible (SAP) pada FPGA Xilinx Spartan-3E

Abstrak

Perkembangan teknologi komputer pada arsitektur Central Processing Unit (CPU) tetap dihadiri dengan banyak inovasi. Namun pesatnya perkembangan menimbulkan dampak negatif yaitu sulitnya ikut berpartisipasi dalam penciptaan inovasi itu sendiri. Sedangkan penciptaan inovasi mesti dilakukan oleh berbagai pihak guna terlahir kompetisi yang sehat guna tercapainya kemajuan bersama. Dampak ini dapat diminimalkan dari sudut pendidikan yakni dalam pengajaran dan pembelajaran arsitektur & organisasi komputer menggunakan perangkat lunak berupa simulator. Efektifitas pengajaran dan pembelajaran selanjutnya dapat diperkuat dengan melakukan secara langsung (hands-on) sebuah arsitekur pada sebuah perangkat semikonduktor yang dapat diprogram yaitu Field Programmable Gate Array (FPGA). Adapun soft-processor atau arsitektur komputer/CPU yang dapat dilakukan implementasi pada FPGA telah banyak tersedia. Altera dan Xilinx pun memiliki soft-processor yang siap digunakan akan tetapi tidak sesuai untuk digunakan sebagai pengajaran dan pembelajaran. Penelitian ini menunjukan arsitekur komputer sederhana lainnya yang dapat digunakan untuk fokus yang disebutkan yakni Simple-As-Possible (SAP), spesifiknya pada generasi ke-2. Selain melakukan implementasi arsitektur SAP dengan beberapa penyesuaian, penelitian juga melakukan perancangan dua rangkaian tambahan guna menyediakan kapabilitas agar dapat melakukan pemogramman CPU. Tiga unit (termasuk SAP) dilakukan implementasi pada modul FPGA Xilinx Spartan-3E Starter Kit Board. Penggunaan sumber daya FPGA yakni 7% slice flip-flop, 24% 4LUT,30% slices tergunakan, 10% IOB, 5% RAM16 dan 4% BUFGMUX.