Gömülü Sistemler, Uygulama Alanları ve Dünya’daki Ekonomik Boyutu Dr. Ahmet Kaya Dicle Üniversitesi Akademik Bilişim 2008

Gömülü Sistem Kavramı Bir ana yada bir alt sistem olarak Bir işlevin yerine getirilmesini sağlayan entegre sisteme Gömülü Sistem adı verilir. Bu görev daha çok mekanik bir eylemi gerçekleştirmeye yönelik olmakla birlikte mekanik olmayan unsurları da içermektedir. Akademik Bilişim 2008

Gömülü Sistem Unsurları Gömülü Sistemlerde yavaş sayılabilecek bir İşlemci ve bir bellek ve diğer yardımcı birimler kullanılır. İşlemcisi olan her birim için bir de işletim sisteminden bahsetmek gerekmektedir. Sistemlerde meydana gelen gelişme büyük oranda işletim sisteminde meydana gelen gelişme ile ilgilidir. Akademik Bilişim 2008

İlk Gömülü Sistem İlk gömülü sistemin; MIT Instrumentation Laboratory’de Charles Stark Draper tarafından geliştirilen Apollo Guidance Computer olduğu bilinmektedir. Akademik Bilişim 2008

İlk Ticari Üretim İlk kitlesel gömülü sistem üretimi 1961 yılında Yapılmıştır. Bundan sonra birimlerin fiyatları 1000 $ Seviyesinden 3 $’ a düşmüştür. Esasında Teknolojik ürünlerin çok fazla ucuzlamasının faktörlerinden biri de gömülü sistem teknolojisinde meydana gelen ucuzlama olduğu düşünülebilir. Akademik Bilişim 2008

Gömülü Sistemlerde Güvenlik İddialı bir söylem olmakla beraber; Gömülü sistemlerin % 100 güvenli, hata yapmayan birimler oldukları ifade edilmektedir. Akademik Bilişim 2008

Gömülü Sistem Üretimi Dünyada üretilen mikroişlemcilerin % 98’inin gömülü sistemlerde kullanıldığı ifade edilmektedir. Ancak % 2’lik bir kısım Bilgisayar üretiminde kullanılmaktadır. Akademik Bilişim 2008

Gömülü Sistem Gereksinimi Gömülü sistem gereksiniminde her yıl 200 milyon adet ekstra artışın olduğu İleri sürülmektedir. Akademik Bilişim 2008

… Gömülü Sistem Gereksinimi Gömülü sistem gereksiniminde meydana gelen artışın aynı hızda devam etmesi durumunda 5-6 Milyar adet düzeyinde olan ihtiyacın; 10 yıl içinde 10 Milyar işlemci düzeyine yükseleceği tahmin edilmektedir. Akademik Bilişim 2008

İşlemci Üretim Miktarı Dünyada 1 yılda ortalama 5-6 Milyar adet işlemci üretimi yapıldığı ifade edilmektedir. Her işlemci için ortalama 10 $’lık bir fiyat öngörülürse, bunun 50-60 Milyar $’lık bir büyüklüğü ifade ettiği görülmektedir. Akademik Bilişim 2008

Gömülü Sistem Örnekleri Atm (Automatic Tax Machines) Cep Telefonları Network Ekipmanları Motor Denetleyiciler Abs Fren Sistemleri Ev Otomasyon Ürünleri Hava Savunma Sistemleri Tıbbi Ekipmanlar Ölçüm Sistemleri Ve Diğerleri Akademik Bilişim 2008

Bir Gömülü Sistem Örneği (Bilgisayar Kontrollü Endüstriyel Bir Robot) Akademik Bilişim 2008

Bir Gömülü Sistem Örneği (Bilgisayar Kontrollü Endüstriyel Bir Robot) Akademik Bilişim 2008

Gömülü Sistem Yazılımları Gömülü sistemlerde kullanılan yazılım birimlerine firmware adı verilir. Bu yazılımlar alışılmış bir yöntemle Rom bellek üzerine kayıtlı bir biçimde kullanılır. Akademik Bilişim 2008

Gömülü Sistem Konfigrasyonu Genel bir gömülü sistem konfigrasyonu Bir uygulamaya özel, tümleşik devre ASIC(Application-Specific Integrated Circuit), Integrated Circuit (IC) tasarımına üstün özelliklerin dahil edilmesiyle elde edilen işlemcidir. Bilgisayar programcıları gibi Gömülü Sistem tasarımcıları da derleyici, assembler ve hata ayıklayıcılar kullanırlar. Akademik Bilişim 2008

Gömülü İşletim Sistemleri Geliştirilen donanım ihtiyaçlarına ve farklı işlevlerin her birini yerine getirme amaçlı, çok sayıda işletim sistemi geliştirilmiştir. Bunlar; Akademik Bilişim 2008

Gömülü İşletim Sistemleri 1. Ecos 2. freeRTOS 3. Gömülü Linux 4. JavaOS 5. LynxOS 6. Mobilinux 7. NucleusRTOS 8. PalmOS 9. Prex 10. VxWorks 11.Windows XP Embedded Akademik Bilişim 2008

İşletim Sistemi(Linux) Gömülü sistemlerde kullanılmak üzere geliştirilmiş pek çok ticari ve ticari olmayan işletim sistemi bulunmakla birlikte Standartları oturmuş, On binlerce uygulamayı barındıran Komple bir işletim sistemi olarak Linux'un yakın gelecekte bu pazarda çok yoğun bir şekilde kullanılacağı düşünülmektedir. Akademik Bilişim 2008

Gömülü İşletim Sistemleri Gömülü sistemler için özel bir işletim sistemi geliştirme çalışması oldukça zor süreçleri içermektedir. Ayrıca benzer işlemler için sıfırdan bir işletim sisteminin geliştirilmesi zaman ve para kaybına yol açar. Akademik Bilişim 2008

Gömülü Yazılım Mimarileri Kontrol Döngüleri : Yazılım mimarilerinin bu türden tasarım metodunda yazılımın basit bir döngüsü bulunur. Bu döngü ilişkili alt rutinleri çağırır. Her bir alt prosedür yazılımın veya donanımın bir parçasını yönetir. Akademik Bilişim 2008

… Gömülü Yazılım Mimarileri Kesmeler, yazılımın kalan kısmı tarafından okunan sayaçları veya bayrak değişkenlerini değiştirirler. Basit bir Yazılım Programlama Ara yüzü (Application Process Interface-API), kesmeleri aktif veya pasif yapar, iç içe geçmiş alt prosedürlere çağrı yapar ve dıştakine geri döner. Bunlar basit bir çekirdek oluşturmanın temel adımlarıdır. Zamanlayıcılarda ise belli periyotlarda tetiklenen kesmeler vardır. Akademik Bilişim 2008

… Gömülü Yazılım Mimarileri Zincirlemeli Çoklu Görev: Yazılım mimarisinin bu tekniği kontrol döngüsü tekniğine çok benzemektedir. Tek fark döngünün bir API içinde saklı olmasıdır. Görev dizileri tanımlanır ve her bir görev kendisine ait olan alt rutin yığınını alır, sonrasında bir görev boşta iken özel bir alt prosedür rutinini çağırır. Akademik Bilişim 2008

… Gömülü Yazılım Mimarisi Bu mimaride bir olay kuyruğu bulunur, bir döngü bu olayları işi bitince kaldırır ve gerekli olan alt rutinleri çağırır. Avantaj ve dezavantajları kontrol döngüsü yöntemlerine benzer. Ancak sisteme yeni bir yazılım eklemek daha kolaydır. Akademik Bilişim 2008

Ekonomik Değer Olarak Gömülü Sistemler Gömülü sistem teknolojisi, Bilgisayar Teknolojisi içerisinde en büyük ekonomik getiriyi temsil etmektedir. Dolaysıyla; Yazılım teknolojisi gelişmiş bir çok ülke’nin özellikle yoğunlaştığı bir alandır. Akademik Bilişim 2008

Ekonomik Değer Olarak Gömülü Sistemler ABD, Avrupa ve Uzak doğu ülkeleri yanında Büyüyen ve gelişen bir ekonomik güç olarak; Çin, Hindistan ve gelişmekte olan bazı ülkelerde Gömülü sistem teknolojisi ile ilgilenmeye başlamışlardır. Akademik Bilişim 2008

Eğitim Süreçlerinin Katkısı Üniversite eğitimi yapılan programlardan Bilgisayar Mühendisliği ve Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümleri disiplinler arası yaklaşımlarla bu konuda Projeler yürütmeli ve İşletim sistemlerine yazılım katkısı yapmalıdır. Açık kodlu işletim sistemi katkısı ile gelişim devam ettirilmelidir. Akademik Bilişim 2008

Öğretim Önerileri Mühendislik ve Teknik Eğitim Fakültelerinin Bilgisayar ve Elektronik bölümlerinde Gömülü Sistem Teknolojileri Gömülü İşletim Sistemleri Linux İşletim Sistemi Açık Kodlu Yazılım Teknikleri Gömülü Sistem Yazılımları Başlıkları ile dersler açılmalı ve öğrencilerin bu alanlara yönelmeleri sağlanmalıdır. Akademik Bilişim 2008

Araştırma Kurum Önerileri Üniversitelerde Sanayi ile işbirliği kurabilecek Araştırma ve Uygulama Merkezleri kurulmalıdır. Akademik Bilişim 2008

Uygun Araştırmacı İstihdamı Kurulacak bu türden birimlerde konuya ilgi duyan araştırmacılar titizlikle seçilmelidir. Konusunda uzman personel yurt dışı deneyimlerle güçlendirilmeli ve aşağıda belirtilen disiplinlere ilgi duymalıdır. Bilgisayar Mühendisliği Elektronik Mühendisliği Makine Mühendisliği Endüstri Mühendisliği Fizik Matematik ve İstatistik alanlarında eğitilmiş olması faydalı olabilir. Akademik Bilişim 2008

Bilgi Alışverişi Üniversitelerde Gömülü Sistem alanında çalışan araştırmacılar 1 yıl’dan daha kısa peryotlarla bir araya gelerek bilgi alış verişinde bulunmalıdır. Akademik Bilişim 2008

Teşekkürler… Akademik Bilişim 2008