Günlük hayatımıza teknoloji sayesinde dahil olan ve artık yaşamımızın bir parçası haline gelen cep telefonları, televizyonlar, hesap makineleri, arabalar, video kameralar, hırsız alarmları, buzdolabı gibi birçok aygıt görevini nasıl yerine getiriyor? Komutları nasıl alıyor? Bu gibi soruların yanıtında “gömülü sistemler” karşımıza çıkıyor. Kısaca tekrar tanımlayacak olursak; gömülü sistem, herhangi bir sistemin içinde yer alan ve o sisteme “akıllılık” özelliğini veren elektronik donanım ve yazılımdan oluşan bütündür diyebiliriz. Yazılımdan kastımız genel amaçlı yazılımlardan ziyade özel komutlar için dolaylı yollardan kullanıcıyla etkileşime geçen ve tek bir komut için oluşturulmuş yazılımlardır.
Gömülü sistemler, elektrik-elektronik mühendisliğinin alt dallarından biri olmakla beraber bugün birkaç üniversitede yüksek lisans düzeyinde eğitimleri de verilmektedir. Elektrik ve yazılım alanının ortak noktası diyebileceğimiz gömülü sistemler bu iki alana da ilgisi olan birçok kişi tarafından öncelikli tercih sebebi olabiliyor. Bu alana yönelecek arkadaşlarımızın ise diğer birçok alanda olduğu gibi bazı artı ve eksileri göz önünde bulundurması gerekir. İlginiz olan iki alanın ortak noktası olması bir artısı olmakla beraber aynı zamanda gömülü sistemlerin bir sektör değil disiplin olması ve ülkemizde henüz bu alandaki çalışmaların az görülmesi de eksilerinden sayılabilir.
Günümüzde elektronik o kadar hızlı ve geniş bir alana yayıldı ki, etrafımızda koca bir elektronik dünya var. Bu dünya artık bizim olmazsa olmaz bir parçamız. İletişim kurduğumuz cihazlardan tutunda, hanımların mutfaktaki büyük yardımcıları bulaşık makinelerine, her gün başında onlarca saat geçirdiğimiz kişisel bilgisayarlarımıza kadar yayılan koca elektronik dünyasının içindeyiz. Bu devasa dünya da son çağımıza damgasını vuran bir tabir var “gömülü sistemler”. Gömülü sistemler elektronik teknolojisinin geldiği son noktayı gösteren belki de en güzel ve büyük olay.
Gömülü Sistemler Hakkında Bilgi
Gömülü Sistemler İngilizce de “Embedded System” denilen tümleşik bir yapı. Bu yapı sadece kendisine için belirlenen görevleri yerine getirebilmekte. Bu yapılara örnek olarak Bank ATM cihazlarından tutunda taşınabilir bilgisayarlara hemen hemen her teknolojik ürün örnek olarak verilebilir. Görüldüğü gibi gömülü sistemler elektronik dünyamızın her yerinde. Gömülü sistemleri kendimiz sıfırdan tasarlayıp ya da hazır olan geliştirme kartlarına derleyici programları aracılığı ile gerekli komutları kullanılarak istediğimiz şekilde hizmet ettirebiliriz.
Gömülü sistemler üretici firmalar için önemli olan maliyeti oldukça düşürmektedir. Çünkü belli bir amaç için tasarlanıp çok fazla sayıda üretilirler. Genel olarak yarı kalıcı ya da firmware yazılım şeklindedirler. Yani yazılımlar ömürleri boyunca birkaç kez belki değiştirilir belki değiştirilmez. Bu yazılımlar tasarlanan sistemlerin merkezi kontrol birimi olan elektronik elemanlara yüklenir. Bunlar da mikro işlemciler yahut mikro denetleyicilerdir. Bir gömülü sistem tasarlanacak iken birkaç hususa dikkat edilmelidir.
Bunlar;
- Maliyet
- Bellek Özellikleri
- Stabilite
- Güvenlik
- Yapılacak İşlem Gücü
Şeklinde sıralayabiliriz. Tabi ki bunlar haricinde temel olarak gömülü sistemler kendi içinde iki ye ayrılır. Bunlar yazılım ve donanım kısmıdır. Donanım kısmının kontrol biriminin ne olduğundan bahsetmiştik. Bu kontrol kısmına özelliğine göre harici donanım eklemek gerekebilir yahut gerekmez. Ufak bir giriş yaptığımız gömülü sistemleri elektronik cihazlara bizim gömdüğümüz akıl özelliği olarak birkaç kelime ile anlatabiliriz. Türkçe olarak çok fazla kaynağa ulaşamasak da her yerde karşımıza çıkan dil ile bilgi dünyasında çok sayıda dokümana ulaşabiliriz.
Bu da demek oluyor ki bu alana ilgi duyan ve bu alanda ilerlemek isteyenler araştırmacı ve öğrenmeye açık olmalılar, kendi kendini geliştirmeliler. Kendinizi geliştirmek için sıralayabileceğimiz gerekliliklerin bazıları kuşkusuz artık her meslekte bir gereklilik hatta zorunluluk haline gelmiş yabancı dil öğrenimi. Kendinizi bu alanda geliştirmek ve yurt dışındaki çalışmaları eş zamanlı takip edebilmek adına başta İngilizce olmak üzere birçok farklı dil öğrenimi sizin için oldukça yararlı olacaktır.
Bir diğer gereklilik ise bilgisayar ve elektrik mühendisliği alanlarında altyapınızın olmasıdır. İki alanla da yakından alakalı olan gömülü sistemler altyapı gerektirir. Altyapı olmadan bu alanda çalışmak isteyenler belli bir noktaya kadar çalışmalarını sürdürseler bile bir noktadan sonra zorluklar baş gösterecektir. O zorlukları hiç yaşamamak adına gömülü sistemler alanında çalışmalara başlamadan önce bir altyapı oluşturmanız sizlere fayda sağlayacaktır. (Lisans öğreniminize bu bölümlerden herhangi birini okuyorsanız diğeriyle ÇAP yaparak altyapı oluşturabilirsiniz.) Uygulamalı bir alan olan gömülü sistemler, proje geliştirmenizi kaçınılmaz kılacaktır.
İş hayatınızda sürekli geliştireceğiniz projelerde zorlanmamak açısından öğrenciyken bu alanda projeler geliştirebilirsiniz. Son olarak başta da söylediğimiz gibi bu alandaki çalışmaların kısıtlılığı işin büyük kısmını sizin omuzlarınıza yüklenileceğinden algoritma – veri yapıları, C programlama dili, dijital elektronik, yazılım tasarımı / mühendisliği, gerçek zamanlı işletim sistemleri (RTOS) gibi konularda bol bol okuma yapmanız ve bu alanda güncel olarak takipte kalmanız gerekebilir.
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
- Makine kodu,
- Düşük seviyeli diller (assembly)
- Yüksek seviyeli diller (c, c++, java, ada)
- Uygulama Düzeyi Diller (Visual Basic, Access)
Şeklindedir.