Gömülü sistem programlama nedir?

Gömülü programlama olarak da bilinen gömülü sistem programlaması, masaüstü bilgisayarların ve mobil aygıtların yaptığı gibi geleneksel işletim sistemlerini kullanmayan tüketiciye yönelik aygıtların geliştirilmesini kolaylaştırır.

Mikroişlemciler ve mikrokontrolörler tek bir işlevin veya ilgili işlevler kümesinin performansına yardımcı olmak için bu gömülü aygıtlara yerleştirilmiştir. Gömülü sistemlerin yaygın örnekleri arasında mikrodalgalar, akıllı buzdolapları, endüstriyel robotlar, video konsolları ve uydular bulunur.

çok gömülü sistemler bir kullanıcı arayüzü olmayabilir (UI) bir otomobilin lastik basıncı izleme sistemini veya kilitlenmeyen fren sistemini kontrol eden bilgisayarlar gibi bir cihazın içinde belirli bir görevi yerine getirmek üzere programlanmışlarsa. İnsan arayüzünün olmaması nedeniyle, bu gömülü sistemler sensörler belirli özellikleri izlemek için ve sensörden alınan verilere yanıt olarak otomatik bir eylem başlatabilir. Yine de, mobil cihazlarda görülenler gibi diğer gömülü sistemler, dokunmatik ekran, LED ve düğme teknolojilerini kullanan karmaşık grafik kullanıcı arayüzlerine sahip olacaktır.

Gömülü sistemler için en iyi işletim sistemleri

Gömülü uygulamaların çoğu gerçek zamanlı, yani bir dış olaya öngörülebilir bir şekilde yanıt veriyorlar. Bu nedenle, gömülü sistemler, uygulamaların verileri hızlı bir şekilde işleyebilmesini sağlamak için sıklıkla gerçek zamanlı işletim sistemlerini (RTOS'lar) kullanır. Birçok gömülü sistem, sistemin verileri belirli bir süre içinde işlemesini de gerektirir. RTOS, işleme gecikmelerini saniyenin onda biri cinsinden ölçer, çünkü en küçük gecikme bir sistem arızasına neden olabilir.

Gerçek zamanlı sistemler için iki popüler işletim sistemi konsepti olarak bilinir. olay odaklı ve zaman paylaşımı. Yeni görev eskisinden daha yüksek önceliğe sahipse, olay güdümlü işletim sistemi (OS) yeni göreve geçecektir. Olay güdümlü bir sistemde, işletim sistemi işlevleri önem düzeylerine göre kontrol eder. Zaman paylaşımlı bir işletim sistemi, bir saat kesintisi kullanarak işlevi sık sık değiştirir. İşlere verilen bir öncelik düzeyi yoktur ve her görevin bitmesini sağlamak için gömülü yazılım genellikle bunlar arasında geçiş yapar.

Birçok gömülü işletim sistemi, çeşitli cihazlar için uygun olsa da, gömülü bir sistem için işletim sistemi seçimi, programlayıcının donanım düzeninden ve kişisel tercihlerinden önemli ölçüde etkilenebilir. Gömülü işletim sistemlerini kategorize etmenin iki tipik yolu, mikroişlemciler veya mikrodenetleyiciler üzerinde çalışıp çalışmadıkları ve yazılım mühendislerinin bunları, özellikle belirli endüstriler veya cihazlar için kullanıp kullanmadıklarıdır.

Gömülü gibi programlama dilleri C, Piton ve JavaScript gömülü yazılım geliştirme için kullanılabilecek birçok dil arasındadır. Tipik olarak, bir bilgisayar programı olarak bilinen bir derleyici dönüştürmek için kullanılır kaynak kodu ikili format gibi bir programlama dilinde başka bir bilgisayar diline yazılmış. Derleyici ayrıca kodu çalıştırılabilir hale getirir.

Aşağıdaki gömülü işletim sistemleri, çoğunlukla belirli endüstrilerde, elektronik cihazlarda ve gömülü yazılım programlarında kullanılır:

• Otomotiv. Gömülü Linux, QNX, Dürüstlük ve Android işletim sistemi.
• Tüketici elektroniği. Gömülü Linux ve Android ve WebOS. Televizyonlar ve set üstü kablo kutuları, tüketici elektroniğinin bazı örnekleridir.
• Sanayi. Masaüstü Windows, Linux, yerleşik Linux ve makine kontrolü için çıplak metal.
• Tarım ve inşaat. Elektronik kontrol üniteleri için RTOS ve operatör terminalleri için gömülü Linux.
• Tıbbi cihazlar. Gömülü Linux, QNX, VxWorks, çıplak donanım ve FreeRTOS.
• Havacılık. VxWorks, Gömülü Linux.

[Gömülü içerik]

Gömülü donanım nedir?

Gömülü bir sistem, hem bilgisayar donanımı hem de yazılım katmanlarının bir karışımıdır. Merkezi işlem birimi (işlemci), birincil sistem denetleyicisi olarak görev yapan donanım katmanının temelidir.

Aşağıdaki donanım bileşenleri genellikle gömülü bir sistemin CPU'sunda bulunur:

• Mmikroişlemci. Bu, yalnızca bir CPU içerir ve basit bir işlemi gerçekleştirmek için minimum güce sahiptir.
• Mmikrodenetleyici. Bu çoklu görev çipi CPU'yu entegre eder, I / O birkaç görevi gerçekleştirmek için bağlantı noktaları ve RAM/ROM belleği.
• Hafıza. Bu içerir veri depolama cihazları.
• I / O. Bunlar, giriş ve çıkış işlemlerini gerçekleştirmek için kullanılan cihazlardır.
• Otobüsler. Donanım bileşenleri arasında veri aktarımı için bir bilgisayar veri yolu kullanılır.
• Sensörler. Bunlar fiziksel verileri analog elektrik sinyallerine dönüştürmek için kullanılır.
• Analogdan dijitale dönüştürücüler (ADC). Bunlar, ses veya ışık gibi analog elektrik sinyallerini işlemcinin okuyabileceği dijital sinyallere dönüştürür.
• Dijitalden analoğa dönüştürücüler (DAC). Bunlar, işlemcinin dijital sinyallerini elektriksel sinyallere dönüştürebilir.
• Aktüatörler. Aktüatörler işlemciden gelen sinyale dayalı mekanizmaların çalışmasını sağlamak; örneğin, motor hareketi yapmak.
• Çevre Birimleri. Bunlar, kameralar, yazıcılar, tarayıcılar ve klavyeler gibi çevresel aygıtları içerir.

Gömülü donanım öğeleri, bir çip üzerinde sistem (SoC). Birçok çipin entegrasyonu olan modül üzerinde sistem (SoM) gibi daha karmaşık bir kart da kullanılabilir.

Gömülü yazılım nedir?

Cihazın karmaşıklığına ve kullanımına bağlı olarak, yazılım katmanı çeşitli bileşenler içerebilir.

Aşağıdaki dört bileşen tipik olarak bütün bir gömülü yazılım paketini oluşturur:

• firmware. Bu, belirli donanım için yazılmış yerleşik bir programdır.
• İşletim sistemi. Bu, kuralları belirlemek ve sistem kaynaklarını kontrol etmek için kullanılan yazılımdır. Bir uygulama programlama arabirimi sağlayan aygıt sürücülerini içerir (API) üst yazılım bileşenleri için ve bunların donanım parçaları ile iletişim kurmasını sağlar. İşletim sistemleri genel amaçlı veya gerçek zamanlı olabilir.
• Middleware. Bu, üst ve alt yazılım seviyeleri arasındaki iletişimi sağlayan bir aracıdır. Middleware belirli bir işletim sistemi için yaratılmıştır ve bir işletim sistemi ile uygulama yazılımı arasında yer alır.
• Uygulama yazılım. Doğrudan sistem fonksiyonlarını yerine getiren ve son kullanıcılar ile etkileşim halinde olan yazılımlardır.

Tüm bu bileşenler büyük, karmaşık gömülü sistemlere dahildir, ancak temel gömülü çözümlerde işletim sistemi gibi bazı yazılım öğeleri eksik olabilir.

[Gömülü içerik]

Nesnelerin İnterneti (IoT) cihazları gömülü sistemler olmadan çalışamaz. Çalışmaları, parçaları ve özellikleri hakkında daha fazla bilgi edinin. doğru gömülü sistem nasıl seçilir bir IoT cihazı için.