Gömülü sistem nedir?

Günlük yaşantımızda kimilerinin araç kimilerinin ise amaç olarak gördüğü ve kullandığı teknolojinin beyni gömülü sistemlerdir. Bu yapı Iiçerisinde bulunduğu sistemi yönetim görevi görerek akıllı hale getiren, donanım ve yazılım alt birimleri ile oluşmuş,  Bunun örnekleri Bank ATM son kullanıcıyı ortadan kaldıran ve tek amacı kendisine için belirlenen görevleri yerine getirmek olan entegre sistemlerdir. Hayatımızın her alanında bu sistemler görmekteyiz. Bunun örnekleri, cihazlarından tutunda mutfaktaki mikrodalga hemen hemen her teknolojik ürün örnek olarak verilebilir. Gömülü sistemler ile sıfırdan ihtiyaç duyulan aracı tasarlayıp ya da hazır kartlar aracılığı ile gerekli komutları kullanılarak oluşturabiliriz. Gömülü sistemler genellikle büyük miktarlarda üretildiği için maliyetin düşürülmesinden elde edilecek ürünün katları olarak elde edilebilir. Bu yüzden gömülü sistemler en kompakt, küçük ve en kazanç, milyonlarca ucuz şekilde üretilmesi gereklidir.

 

Gömülü Sistem Tarihçesi

Gerçek anlamda il gömülü sistem tahmin edebileceğimiz gibi MIT laboratuvarlarından çıkmıştır. Aya yolculuk gerçekleştiren Apollo uzay gemisinin Apollo Guidance Computer oldu. İlk kitlesel gömülü sistem üretimi 1961 yılında Minuteman füzesi için yapılan Autonetics D-17 rehber bilgisayarı oldu. Ayrık transis Minuteman bilgisayarının önemli tasarım özellikleri, füzenin hedefi daha hassas bulabilmesi için rehber algoritmasının yeniden programlanabilir olması ve bilgisayarın kablo ve konnektörden tasarruf sağlayarak füzeyi test edebilmesiydi. Tor mantık devresinden yapıldı ve ana bellek için bir hard diski vardı. İlk mikroişlemci hesap makineleri ve diğer ufak sistemlerde kullanılan Intel 4004 oldu. Çalışabilmesi için harici bellek yongaları ve harici destek lojiklerine ihtiyaç duyuyordu. Intel 8080 gibi daha güçlü mikroişlemciler askeri projelerde geliştirildi, ama diğer kullanıcılara da satıldı. 1980’lerin ortalarında harici olarak kullanılan sistem parçaları, işlemci ile beraber aynı yonganın içine girmeye başladı. Bunun sonucu olarak boyutta ve gömülü sistemlerin maliyetinde çok büyük düşüşler oldu. Bu tip tümleşik devrelere mikroişlemci yerine mikrokontrolör dendi ve gömülü sistemlerin yaygın bir şekilde kullanımı mümkün oldu. 80’lerin sonundan itibaren, tüm elektronik cihazlar için gömülü sistemler bir istisna değil bir standart haline geldi ve bu akım halen devam etmektedir.

Gömülü Sistemler Nasıl Tasarlanır?


Bir gömülü sistem tasarlanacak iken birkaç hususa dikkat edilmelidir. Bunlar;

1. Maliyet

2. Bellek Özellikleri

3. Stabilite

4. Güvenlik

5. Yapılacak İşlem Gücü

Gömülü sistemler kendi içinde iki ye ayrılır. Bunlar yazılım ve donanım kısmıdır.

Donanım:

  • MCU (MicroController Unit), FPGA, ASIC...
  • Genel amaçlı giriş-çıkış birimleri (GPIO)
  • Haberleşme birimleri
  • Sisteme özel komponentler...

Yazılım:

  • Gerçek zamanlı işletim sistemi (RTOS)
  • Üçüncü parti yazılım kütüphaneleri
  • Uygulama yazılımları

Son olarak gömülü sistemlerde programlama konusuna değinecek olursak masaüstü bilgisayarlar üzerinde geliştirilen uygulamalardan faklı olan gömülü sistemlerin farklarını şu şekilde sıralayabiliriz:

Gömülü sistemlerde daha fazla donanım kullanılır. Kodun hızı ve büyüklüğü önemlidir. Minimum alan, minimum zaman, maksimum fayda. Gömülü Sistemlerde kullanılan programlama dilleri ise şunlardır:

  • Makine kodu,
  • Düşük seviyeli diller (assembly)
  • Yüksek seviyeli diller (c, c++, java, ada)
  • Uygulama Düzeyi Diller (Visual Basic, Access)