ABSTRAKSI: Sistem digital dewasa ini telah menjadi semakin kompleks seiring dengan perkembangan teknologi IC yang dapat memuat lebih banyak komponen dalam satu chip. Desain VLSI ditujukan untuk desain pada sistem digital yang memuat ribuan sampai jutaan gerbang pada satu chip IC. FPGA merupakan salah satu chip IC yang dapat digunakan untuk implementasi sistem digital yang kompleks, sebagai contoh: prosesor.
Prosesor merupakan komponen penting yang menjadi otak dari komputer. Pada tugas akhir ini dirancang prosesor 8-bit yang dapat diimplementasikan pada FPGA. Dengan diimplementasikannya prosesor pada FPGA, FPGA dapat difungsikan sebagai prosesor serbaguna. Prosesor ini terdiri dari CPU (register, ALU dan control unit), memori (ROM dan RAM), dan input/output paralel yang interkoneksinya menggunakan sistem bus. Pada perancangan ini, bahasa pemrograman yang digunakan adalah VHDL dengan arsitektur struktural pada perancangan top level-nya.
Untuk menjalankan suatu program pada prosesor diperlukan instruksi-instruksi. Control unit yang terdapat pada CPU bertugas mengatur operasi sistem untuk menjalankan instruksi instruksi tersebut. Pada simulasi program dapat dilihat proses aliran sinyal dan output dari tiap instruksi program. Software yang digunakan untuk simulasi program VHDL adalah ModelSim SE 6.0.
Rancangan diimplementasikan pada FPGA Xilinx Virtex-4 seri XC4VLX25- 10SF363. Software yang digunakan untuk sintesis dan implementasi rancangan pada FPGA adalah Xilinx ISE 8.1i. Penggunaan FPGA untuk implementasi ini adalah 453 slice dari 10752 (4%), slice flip-flop 468 dari 21504 (2%), 822 LUT dari 21504 (3%), dan 32 IOB dari 240 (14%).
Kata Kunci : VHDL, FPGA, Prosesor, 8 bit , Sistem bus, arsitektur strukturalABSTRACT: Digital system now has become more complex as the development of IC technology can contain more component into one chip. The vlsi technology is made for a digital system which contain thousand to millions gates into one IC chip. FPGA is one of the IC that can be used for implementing a complex digital system, such as processor.
Processor is an important component that become the brain of computer. In this final project is designed 8 bit processor which will be implemented into FPGA. By implementing the design to FPGA, FPGA can be functionated as general purpose processor. This processor consists of CPU (register, ALU, and control unit), memori (ROM and RAM), and parallel I/O. All the component is connected by a bus system. In this design is using VHDL as the programming language, with structural architecture on the top level design.
For running a program to this processor, instructions are needed. Control unit on the CPU arrange the operation of the system to execute the instructions. On the program simulation can be seen the process of dataflow and the result of every program’s instruction.
The simulation of VHDL program is using software ModelSim SE 6.0. The synthesize and implement design is using Xilinx ISE 8.1i. The design is be implemented to FPGA Xilinx Virtex-4 XC4VLX25-10SF363. This design implementation using 453 slices of 10752 (4%), flip-flop slices 468 of 21504 (2%), 822 LUTs of 21504 (3%), AND 32 IOB of 240 (14%).
Keyword: VHDL, FPGA, Processor, 8 bit , bus system, structural architecture