Gömülü Sistem Nedir, Nerelerde Kullanılır

Gömülü Sistem Nedir, Nerelerde Kullanılır
Gömülü Sistem Nedir, Nerelerde Kullanılır

Gömülü Sistem Ne Demek

Gömülü sistem, belli bir işlev için tasarlanmış olan ya da daha büyük bir sistemde belli işlevler için tasarlanmış olan programlanabilir bir bilgisayar donanımı ve yazılımı birleşimidir. En yaygın kullanıldığı alanlar, sanayi makinaları, tarım aletleri, ev aletleri, tıbbi cihazlar, otomobiller, uçaklar, otomatlar, oyuncaklar, kameralar ve mobil cihazlardır. Peki tam olarak gömülü sistem nedir?

Daha açık bir şekilde gömülü sistem ne demek anlatmak istenirse, bu sistemlerin birer bilgi işlem sistemi olduğunu söylemek gerekir. Ancak bu sistemler, kullanıcı arabirimine sahip, örneğin sistemin tek bir görevi gerçekleştirmek üzere tasarlandığı cihazlarda kullanıldığı gibi, çok daha karmaşık grafiksel kullanıcı arabirimlerine sahip mobil cihazlarda da kullanılmaktadır. Bu kullanıcı arayüzleri, çeşitli butonlar, LED’ler, dokunmatik ekran algılama ve daha fazlasını içermektedir.

Arduino Nedir

Gömülü sistemlerin ilk ortaya çıkması, 1960’lı yıllara uzanır. İlk gömülü sistem olan entegre devreler, aya gönderilen araçlar olan Apollo Komuta Modülü ve Ay Modülü üzerinde kullanılmıştır. Bu araçlarda kullanılan bilgisayarın boyutlarını ve ağırlığını düşürmek amacı ile 1961 yılında bir entegre devre geliştirilmiştir. Bu gömülü sistemi kullanan bilgisayar, uzay adamlarının gerçek zamanlı uçuş verilerini toplamaya destek olmuştur.

1965 yılında ise bugün Boeing uçak üretiminde kullanılan bir füze rehberlik sistemi tasarlanmıştır. Bu sistem, yaygın olarak üretilen ilk seri gömülü sistemdir. 1968 yılına gelindiği zaman otomobiller için ilk gömülü sistem üretilmiştir. Volkswagen firması, yakıt enjeksiyon sistemini elektronik olarak kontrol etmek amacı ile bir mikroişlemci kullanmaya başlamıştır.

Bu hızlı gelişim karşısında 1970’li yıllarda gömülü sistemlerin fiyatı düşmüş ve kullanımı artmıştır. 1987 yılında gerçek zamanlı ilk gömülü işletim sistemi piyasaya sürülmüştür. 1996 yılında Microsoft tarafından, Windows Embedded CE piyasaya sunulmuştur. 1990’lı yılların sonunda da Linux ilk gömülü sistemleri çıkarmaya başlamıştır.

Aslına bakılırsa, teknolojik ürünlerin fiyatlarının bu kadar düşmesinde, gömülü sistem teknolojisinin gelişmesi ve ucuzlaması etkili olmuştur.

Raspberry Pi Nedir

Gömülü Sistem Nedir

Bugün gömülü sistem nedir sorusuna en kısa yoldan, mikroişlemci tabanlı veya mikrodenetleyici tabanlı gömülü bir sistem donanımıdır cevabı verilebilir. Bir gömülü sistem donanımı, mikroişlemci tabanlı ya da mikrodenetleyici tabanlı olabilir. Ancak her iki durumda da, sistemin temelinde, gerçek zamanlı işlemler için hesaplama yapmak üzere tasarlanan entegre bir devre yer almaktadır. Teknik olarak bakıldığı zaman, mikroişlemciler ve mikrodenetleyiciler birbirlerine çok yakındır. Mikroişlemciler sadece merkezi işlem birimini (CPU) uygular ve bellek yongaları gibi başka bileşenlerin eklenmesi gerekir. Ancak mikrodenetleyiciler kendi kendine yeten sistemlerdir. Mikrodenetleyiciler hem bir merkezi işlem birimidir (CPU), hem de bellek, flash bellek, RAM veya seri haberleşme portları gibi çevre birimlerini içermektedir.

Gömülü Sistemler Nerelerde Kullanılır

Gömülü sistem teknolojisinde mikrodenetleyiciler genel olarak daha karmaşık görevlerde kullanılır. Örneğin, otomobillerin, tıbbi cihazların, robotların ve ev aletlerinin çalışmasında kullanılır. Bu entegre sistemler daha çok mekanik bir işlemi gerçekleştirmek amacı ile tasarlansa da mekanik olmayan fonksiyonları da üstlenebilmektedir.

Teknoloji dünyasında gömülü sistemlerin hiç hata yapmayan ve tamamen güvenilir sistemler olduğu söylenmektedir. Bugün dünyada üretilen mikroişlemcilerin neredeyse tamamı, gömülü sistemlerde kullanılmaktadır (yüzde 98). Kalan yüzde 2 ise bilgisayarların üretiminde kullanılmaktadır. Gömülü sistem talebinde her yıl inanılmaz bir artış izlenmektedir.

Günümüzde gömülü sistemlerlerin kullanıldığı başlıca ürünler şunlardır:

  • ATM’ler
  • Mobil telefonlar ve tabletler
  • Network ekipmanları
  • Çamaşır makineleri, bulaşık makineleri, mikrodalga fırınlar ve klimalar gibi ev otomasyon ürünleri
  • Yangın alarm sistemleri ve güvenlik sistemleri
  • Tıbbi ekipmanlar (örneğin EKG kayıt cihazları)
  • ABS fren sistemleri
  • Hava savunma sistemleri ve uçuş kontrol sistemleri
  • Ölçüm sistemleri (örneğin, osiloskop, enerji analizörü, spektrum analizörü)
  • Playstation benzeri oyun konsolları

Gömülü sistemler son derece güvenilir üretilmek zorundadır. Çünkü bu sistem ile ilgili problemler, aslında parçası olduğu cihaz veya ekipman açısından oldukça sıkıntılı sonuçlara neden olabilir. Çoğu zaman gömülü bu sistemlere kolayca erişim olmamaktadır.

Gömülü Sistemler Ne İşe Yarar

Bir gömülü sistem, sadece belli bir fonksiyonu çok iyi yapacak şekilde tasarlanmaktadır. Kendilerinden, başka bir fonksiyon daha yapması beklenmez. Güvenilir olmalarının asıl nedeni budur. Bu açıdan üzerinde bulunduğu cihaz veya ekipman açısından son derece önemli bir role sahiptir. Gömülü bir sistem, tamamen reaktif çalışır ve sensörler veya aktüatörler aracılığı ile iletişim kurarlar (aktüatörler, bir sistemi kontrol eden veya hareket ettiren motorlardır). Bu bakımdan gömülü sistem, gerçek zamanlı olarak doğru seçeneği bulmak zorundadır, aksi halde durumu hatalı olarak değerlendirir ve çalışmaz.

Gömülü sistemler sadece belli bir işlevi yapabilecek şekilde tasarlandıkları için, genelde çok az enerji ile çalışır. Ayrıca başka bileşenlere göre, oldukça küçük bir alana yerleşebilirler. Bu şekilde üzerinde bulundukları cihazları denetlemekte ve verimli çalışmalarını sağlamaktadır.

Gömülü sistemlerin bir başka avantajı da çok az bakım gerektirmeleridir. Kolay arıza çıkarmadıkları gibi herhangi bir donanım veya yazılım değişikliği çok nadiren gerekir. Gömülü sistemler sadece belli bir görevi, sürekli tekrarlanan bir şekilde yaptıkları için, sık güncelleme gerektirmeyen cihaz ve ekipmanlarda kullanılması tercih edilmektedir.

Bu faydalarına karşılık, en büyük dezavantajı, bir cihazın merkezine yerleştirildikleri için, kolayca upgrade yapılamamasıdır. Değiştirilmesi gerektiği zaman, ana cihazın doğru bir şekilde çalıştığından emin olmak açısından, bu cihazın yeniden yapılandırılması gerekmektedir. Böyle olduğu için de çoğu zaman cihaza bakım yapmak yerine yenisi ile değiştirmek, daha uygun olmaktadır.

Gömülü Sistem Teknolojileri Nelerdir

Buraya kadar gömülü sistem nedir sorusuna yeterince açıklama yapıldı. Şimdi biraz da gömülü sistem teknolojilerine bakalım.

Hemen hemen gündelik yaşamda kullanılan bütün mekanik cihazların içinde gömülü bir sistem bulunmaktadır. Gömülü sistem tasarımcıları, aynı bilgisayar programcıları gibi derleyici, assembler ve ayıklayıcılar kullanmaktadır. Bu kapsamda geliştirilen donanım gereksinimlerine ve yerine getirmesi istenilen farklı fonksiyonlara bağlı olarak birçok işletim sistemi geliştirilmiştir. Örneğin,

  • Ecos
  • FreeRTOS
  • Gömülü Linux
  • JavaOS
  • LynxOS
  • Mobilinux
  • NucleusRTOS
  • PalmOS
  • Prex
  • VxWorks
  • Windows XP Embedded

Bu kadar fazla işletim sistemi bulunmasına rağmen, bunlar arasından Linux’un yakın bir zamanda bu pazarda lider olacağı sanılmaktadır. Linux işletim sisteminde standartlar yerine oturmuştur. Çok fazla sayıda uygulamayı içinde barındırmaktadır ve komple bir işletim sistemi olarak görülmektedir. Tahminlere göre gömülü sistem pazarına hitap eden cihaz ve ekipmanlar büyük oranda Linux tabanlı olacaktır.

Gömülü Sistemler Hangi Diller İle Yazılır

Genel olarak gömülü sistemlerde kullanılan yazılım birimlerine firmware denmektedir. Bu yazılımlar, ROM bellek üzerine kaydedilmektedir. Sayısal verileri işleyebilen bütün donanımın, kendisinden beklenen görevleri yerine getirebilmesi için kullandığı yazılımlara firmware veya donanım yazılı denmektedir. Firmware, bilgisayarlarda ve birçok elektronik ürün içinde bulunan bir dizi koddur.

gömülü sistem nedir
gömülü sistem nedir

Firmware, elektronik bileşenlere görevlerini nasıl yerine getireceklerini bildirmektedir. Bu yüzden firmware dosyaları sadece okunabilen dosyalardır.

Gömülü sistemler, genel olarak gömülü kullanıma özel işletim sistemleri ve dil platformlarını kullanmaktadır. Bu yazılımlar, çeşitli cihaz ve sistem fonksiyonlarını denetlemek için kullanılır.

İşin aslına bakılırsa, gömülü donanım yazılımı ile gömülü yazılım terimleri arasındaki sınırlar net değildir. Gömülü yazılım, genelde bir donanım üzerinde çalışan bir koddur. Donanım yazılımı ise bir cihazın giriş çıkış sistemini (BIOS) yönetir veya sistemin işletim sistemi ile yazılımı birbirine bağlayan bir arabirimdir.

Gömülü Sistemlerin Önemi

Günümüzde gömülü sistemlerin kullanılmadığı bir teknoloji yok gibidir. Otomobillerdeki güvenlik özelliklerini kontrol eden sistemlerden, nakit ihtiyacının karşılandığı ATM’lere kadar, günlük yaşamın her alanında gömülü sistemler bulunmaktadır. Gömülü sistemlerin, insanların günlük faaliyetlerinde, iletişiminde ve etkinliklerinde oynadığı önemli rol inkar edilemez. Genel olarak gömülü sistemler sayesinde insanların yaşam kalitesi yükselmektedir.

Gömülü sistemler örneğin, insanların can ve mal güvenliğini sağlayan güvenlik ve alarm sistemlerinde kullanılmaktadır. Çok yönlü alarm sistemleri, bir şeylerin yanlış gittiğini tespit eden sensörlerden, bilgileri işleyen bir mikrodenetleyiciden ve bir sesli alarm olan çıkış sisteminden oluşmaktadır. Ev alarm sistemleri, hareket sensörleri, sıcaklık sensörleri ve hatta zararlı gaz sensörleri içerebilir.

Gömülü sistemler, aynı zamanda yaşam alanlarının sıcaklığını termostat üzerinden kontrol etmektedir. Termostatlar ortamı belli bir sıcaklıkta tutmak için programlanır. Burada da sıcaklığı ölçen sensörler kullanılır. Gömülü sistemler iklimlendirme sistemini de otomatik olarak etkinleştirmekte veya devre dışı bırakmaktadır.

Sadece bu sayılanlar bile gömülü sistemlerin önemini ortaya koymaktadır.

CEVAP VER

Please enter your comment!
Please enter your name here