GÖMÜLÜ SİSTEMLER

Teknolojik çalışmaların oldukça yoğun bir şekilde gelişimini devam ettirdiği günümüzde insanlara sunulan olanaklar gün geçtikçe artmaktadır. Özellikle akıllı sistemler üzerine yaşanan gelişmeler sonucunda ortaya konan ürün çeşitliliği insan hayalini zorlayacak şekilde ifade edilebilmektedir. Aslında günlük hayatta sıklıkla karşılaştığımız bu ürünler bizleri gömülü sistem yapılarına götürecektir. Dolayısıylagömülü sistemler konusunda bilgi sahibi olmak bilgi çağını yakından tanımaya olanak sağlayacaktır. Peki gömülü sistemler nedir?

Gömülü sistemler , herhangi bir sistemin kontrolü için önceden meydana getirilmiş, donanım ve yazılım olarak bir bütün oluşturan, bu haliyle de bütünleştiği sistemin akıllı hale dönüşmesine katkı sağlayan yapılara denir. Bilgisayarlarda var olan yazılımlardan farkı kullanıcılarla dolaylı olarak etkileşim kurulmasını sağlaması ve belirli bir görevi yerine getirme amacı gütmesi olarak belirtilebilir. Gömülü sistem konusunda kafanızda hala soru işareti varsa eğer aşağıda göreceğiniz gömülü sistem projeleri size aydınlatıcı fikir verecektir.

Gömülü Sistem Örnekleri

• Akıllı telefonlar
• Alarmlı saatler
• Beyaz eşyalar (Bulaşık makinesi, buzdolabı, çamaşır makinesi, mutfak robotu ve mikrodalga fırın)
• Elektronik aletler ve oyuncaklar
• Fotoğraf makineleri
• Hesap makineleri
• Tarayıcılar
• Video kameralar
• Yazıcılar

Gördüğünüz gibi yukarıda yer alan cihazlar belirli bir fonksiyonu yerine getirmeye programlanmış cihazlardan oluşmaktadır ve günlük hayatımızı sarmışlardır. Örneğin bulaşık makineleri yalnızca belirli programlar dahilinde bulaşık yıkamak için programlanmışlardır. Aynı şekilde hesap makineleri de içerisinde yer alan yazılım sayesinde hesap işlemlerinin yapılmasına olanak sağlamaktadır. İsterseniz biraz da bu sistemlerin yapısı ile ilgili olarak bilgi aktaralım.

Gömülü Sistem Yapısı

Gömülü sistemler yapısında bulundurdukları mikro denetleyici ve mikroişlemci gibi bileşenlerin programlanması ile işlevsel hale getirilirler. Bu bileşenler de ortaya konmak istenen proje ile bağlantılı olarak seçilip kullanılmaktadırlar. Şimdi bu yapıları kısaca açıklayarak konunun daha iyi kavranmasını sağlayalım.

1. Mikro denetleyici: Silikon bir yonga üzerinde bir araya getirilmiş olan mikroişlemci, bellek, sayısal giriş - çıkışlar ve sistem için gereken diğer çevre birimlerini de (analog – sayısal çeviriciler, kesiciler, sayaçlar, zamanlayıcılar) içeren mikrobilgisayardır.

2. Mikroişlemci: Merkezi işlem biriminin işlevlerini tek bir yarı iletken tümleşik devre üzerinde birleştiren programlanabilir bir sayısal elektronik bileşen olarak ifade edilir.

Gömülü Sistem Tasarımı

Günümüzde kullanılan gömülü sistemlerde yaygın olarak standart bir ara yüz ve iki tuş bulunmaktadır. Tasarlanan bu tuşlardan biri menüye erişim için, diğeri cihazın gerçekleştirmesi gereken görev seçimi için kullanılır. Bu tarz sistemlerde menüler ve kullanımları oldukça kolay olduğu için kullanıcılar arasında beğeni kazanmış durumdadır.

Bu yapılarda dikkat çeken bir diğer tasarım türü ise süreç çıktısını olabildiğince basit tutup küçültmektir. Böylece geleneksel sistemlere göre daha az maliyetli ürünler ortaya konabilmektedir. Aynı zamanda hata çıktılarının led kullanımı ile ortaya konması maliyet açısından oldukça faydalıdır. Gömülü sistemler programlama aşamasında kullanıcının dikkatini daha kolay çekebilmek amacıyla kırmızı, sarı ve yeşil renkli led kullanımı yaygındır. Led renklerine göre anlaşılması gereken durumlar aşağıdaki gibidir:

• Kırmızı : Sistemde bir tehlikenin ya da giderilmediği takdirde sistem çalışmasını durduracak bir sorunun olduğunu bildirmek için kullanılır.
• Sarı : Sistemde bazı problemlerin olduğunu ve çalışabilir seviyede bulunduğunu ancak problemin giderilmemesi durumunda ortaya daha kötü sonuçlar çıkacağını ifade eder.
• Yeşil : Sistemde herhangi bir sıkıntı olmadığı ve gayet akıcı bir şekilde işlemlerin yürüdüğünü haber vermektedir.

Gömülü Sistemler Programlama

Bu kadar bilgiden sonra gelelim gömülü sistemlerin nasıl programlandığına. Öncelikle gömülü sistem programlama ile masaüstü bilgisayar programlama arasındaki farklara göz atarak farkındalık oluşmasını sağlayalım. Gömülü sistemler düşük işlemci gücü, sınırlı, RAM, sınırlı ROM ve sınırlı yığın alanı gibi kısıtlı kaynaklarla çalışırlar. Bilgisayarlarda ve gömülü sistemlerde kullanılan bileşenler farklıdır ve bu sistemlerde tipik olarak yapı olarak küçük ve daha az güç tüketimi olan bileşenlere ihtiyaç vardır. Bundan dolayı donanıma daha fazla bağımlı olmaktadırlar.

Gömülü Sistemde Kullanılan Programlama Dilleri

Klasik masaüstü programlamada olduğu gibi burada da farklı tür diller kullanılır.

• Makine kodu
• Düşük seviyeli diller (Assembly)
• Yüksek seviyeli diller (C, C++, Java)

Bu diller arasında gömülü sistemler için C programlama en çok kullanılan ve uygulama geliştiriciler için revaçta olanıdır. Uygulamada genel olarak C dilinin kullanılmasının bazı avantajları vardır. Kolay öğrenilmesi, derleyicisinin hemen bütün cihazlarda bulunması, özel bir işlemci ya da mikroişlemci bağımlılığı olmaması, verimli olması ve giriş – çıkış işlemlerini desteklemesi bunlar arasında sayılabilir ve bu özellikler de oldukça dikkate değerdir.

Gömülü Sistemler Eğitimi

Gerek dünya genelinde gerekse de ülkemizde yeni olan ve çoğu insanın dikkatini çeken gömülü sistemler konusunda merak edilenlerin paylaşıldığı bu yazımız ile bu konuda sizlerde de farkındalık oluşması için çaba gösterilmiştir. Çoğu konuda olduğu gibi bu konuda da bilgi sahibi olmanın yanında bir uzman seviyesine gelebilmeniz için çalışmalarınızı yoğunlaştırmanız gerekmektedir. Bunun için öncelikle yoğun bir araştırma yapmanız gerekecektir.

Bu konuda teknolojinin büyük bir artısı olarak internet üzerinden araştırma yapılabileceği gibi bu konuda destek veren profesyonel çözüm sunan kurumlara da başvurulabilir. Böylece hem bilgi olarak hem de uygulama noktasında birçok önemli nokta kolaylıkla geçilecektir. Yine bu kurumlardan edineceğinizgömülü sistemler ders notları ile bilgi seviyenizi üst sıralara taşıyabileceksiniz. Aynı zamanda internet üzerinden gömülü sistemler pdf edinmek suretiyle de teorik açıdan gelişiminizi devam ettirebilirsiniz.

Gömülü sistemler dünyasında gelişiminizi üst sıralara taşıyabilmeniz için yapmanız gereken ilk şey kendinize olan güveninizi tazelemek ve daha fazla vakit kaybetmeden yola çıkmak olacaktır.