Gömülü sistem kartı

Gömülü Sistem Kartları Türleri

Gömülü sistem kartı, her gömülü sistemin kalbidir. Gömülü sistemin programlandığı şekilde çalışmasını ve istenen işlevleri yerine getirmesini sağlayan bir mikrodenetleyici içerir. Ancak, gömülü sistem kartının tam doğası, sistemin işlevlerine ve karmaşıklığına bağlıdır.

Bu nedenle, bir LED ışığını açma görevi olan bir gömülü sistem, bir aracı tamamen kontrol etmek için tasarlanmış bir sistemden daha az karmaşık olabilir. Bu, bu görevleri uygulayan sistem kartı türlerinde belirgindir. Yaygın gömülü sistem kartı türlerinden bazıları şunlardır;

• Tek kartlı bilgisayarlar (SBC'ler): Tüm bilgisayar bileşenlerine tek bir baskılı devre kartına entegre edilmiştir. CPU, RAM, güç kaynağı ve giriş-çıkış çevre birimleri aynı karttadır. Bu kartlar, farklı tasarımlarda ve işlem gücünde gelir ve bilgi işlem ihtiyaçlarında esneklik sunar. İşletmeler bunları arayüz seçeneklerine ve bağlantıya göre seçer;
• Gömülü anakartlar: Endüstriyel anakartlar olarak da bilinen bu kartlar, ayrı bir CPU eklemek için bir sokete sahiptir. Sistemin işlevselliğini artıran kartları takabileceğiniz çeşitli genişletme yuvaları sunarlar. Bunlar arasında kablosuz kartlar, SATA kartları ve grafik kartları bulunur. Kartlar, mini-ITX ve micro-ATX gibi farklı form faktörlerinde gelir;
• Kompakt Gömülü Kartlar: Bu kartlar küçük boyutludur ve sınırlı alan ve taşınabilirlik ihtiyacı olan tasarımlar için idealdir. Boyutları nedeniyle işlev genişletme yetenekleri sınırlı olsa da, kompakt gömülü sistem kartları çeşitli bağlantı seçeneklerine sahiptir. Kullanıcıların ağa bağlanmasını ve veri alışverişini sağlar. Bu portlar arasında USB, RS232, dijital G/Ç'ler ve PCI Express bulunur. Küçük boyutları ve düşük ısı üretimi nedeniyle, kompakt gömülü kartlar makinelerin veya cihazların içindeki hassas alanlara monte edilebilir;
• Özel gömülü sistem kartları: Bu sistem kartları, belirli bir projenin benzersiz gereksinimlerine uyacak şekilde tasarlanabildikleri için esneklik sunar. Özel kartlar, müşteri tasarım özelliklerine göre danıştıktan sonra üretilir. Bu, karta hangi konektörlerin, bileşenlerin ve portların entegre edileceğine karar vermeyi içerir. Özel bir gömülü kart, bir işletmenin proje hedeflerine ve ihtiyaçlarına göre uyarlanmış gelişmiş işlevsellik sağlar. Ayrıca, gadget'ın çalışmasına göre özelliklerin uygun şekilde düzenlenmesi nedeniyle zaman ve yerden tasarruf sağlar;

İşlev ve özellikler

Gömülü sistem kartları, sistemlere gömülü olarak bilgi işlem işlevleri sağlamak için özel olarak tasarlanmış bilgisayarlardır. Belirli bir ortam içinde belirli bir uygulamaya sığacak şekilde bir araya getirilen bilgi işlem bileşenlerinden oluşturulurlar. Bu, bilgi işlem bileşenlerinin parçalanmak üzere tasarlanmamış bir kasada barındırıldığı genel amaçlı bilgisayarlardan farklıdır. Gömülü sistem kartlarının aşağıdaki özellikleri, işlevlerini etkili bir şekilde yerine getirmelerini sağlar:

• İşlemci türü ve mimarisi

  Gömülü kart tasarımcısı, kartta kullanılacak işlemci türü ve mimari yelpazesini belirler. Intel Core, PowerPC, Arm gibi farklı işlemciler kullanılabilir. Tek bir çipte bir merkezi işlem ünitesi ve bir grafik işlem ünitesinden oluşan çift ve çok çekirdekli işlemciler ve heterojen işlemciler de kullanılabilir.

• Bellek ve depolama

  Her gömülü sistem kartı, gömülü sistemler tarafından kullanılan rastgele erişimli bellek (RAM) ve salt okunur bellek (ROM) içerir. RAM, işlem ve veri aktarımı sırasında kullanılırken, ROM ürün yazılımını depolar. NAND flash, NOR flash ve eMMC bellek kartları, programa ve veri depolamasını sağlamak için karta eklenebilecek diğer depolama türlerinden bazılarıdır.

• G/Ç arayüzleri

  Bir gömülü sistemin, giriş ve çıkış arayüzleri aracılığıyla dış dünya ile etkileşim kurma olanaklarına sahip olması gerekir. Sensörler, klavyeler, ekranlar ve diğer insan-makine arayüzleri gibi G/Ç çevre birimleri, USB, RS-232, paralel ve seri portlar gibi portlar aracılığıyla bağlanır. Modern gömülü sistemlerde, Wi-Fi veya Bluetooth modülleri gibi bağlantı cihazları da G/Ç arayüzlerinin bir parçası olarak dahil edilir.

• Güç kaynağı

  Her gömülü kart, AC veya DC güç kaynağından voltaj ve akım gerektiren bir güç kaynağı bölümüyle birlikte gelir. Karttaki farklı alt montajlar, farklı güç kaynağı gereksinimleriyle çalışır. İdeal olarak, gömülü sistemlerdeki güç kaynağı tasarımı, performansı en üst düzeye çıkarırken güç tüketimini en aza indirmelidir.

• Boyut ve form faktörü

  Gömülü sistemin boyutu ve form faktörü, ürün gereksinimlerine bağlıdır. Bu, sistemin nasıl barındırılacağını ve nerede yer alacağını belirler. Yaygın form faktörleri arasında NUC benzeri modüller ve COM Express gibi sistem-çip-modül (SoM) tasarımları ve Raspberry Pi gibi tek kartlı bilgisayarlar (SBC'ler) bulunur.

• Çevresel hususlar

  Gömülü sistem kartının muhafaza edileceği çevre koşulları, performansını ve kullanım ömrünü etkileyecektir. Sistemi tasarlarken sıcaklık aralıkları, nem seviyeleri ve titreşim seviyeleri dikkate alınmalıdır.

Gömülü Sistem Kartı Uygulamaları

Gömülü sistem kartlarının küresel potansiyelini en üst düzeye çıkarmak, çeşitli uygulamalarını ve sağlam kullanım senaryolarını yakından anlamak gerektirir.

• Tıbbi Cihazlar: Gömülü kontrol sistemi kartları, röntgen veya MR cihazları gibi tanısal görüntüleme cihazları, infüzyon pompaları ve el tipi ultrason cihazları dahil olmak üzere çeşitli tıbbi ekipmanların geliştirilmesinde ve çalıştırılmasında olmazsa olmazdır. Bu kartlar, hayati belirtileri izleyebilir, hastaların sağlığını kontrol edebilir, otomatik laboratuvar testleri gerçekleştirebilir ve diğer önemli işlevleri yerine getirebilir.
• Otomotiv: Bir gömülü sistem cihaz kartı, bir arabada 70'e kadar farklı gömülü sistem kullanan otomotiv endüstrisinde kullanımda artış göstermiştir. Bu gelişme, modern araçların yüksek güvenlik, konfor ve yakıt verimliliği seviyelerine ulaşmasını sağlar. Otomotiv gömülü sistem örnekleri arasında motor yönetim sistemleri, kilitlenme önleyici frenler, hava yastığı kontrolleri, otomotiv gövde kontrolleri ve park asistanı bulunur.
• Tüketici Elektroniği: Gömülü sistemlerin tüketici elektroniğinde yaygın kullanımı, ürün tasarımını ve işlevselliğini önemli ölçüde etkilemiştir. Dijital kameralar, oyun konsolları, akıllı TV'ler, tabletler, ses sistemleri, çamaşır makineleri, akıllı telefonlar ve buzdolapları gibi ürünler, verimli bir şekilde çalışabilmek için gömülü sistemlere güvenir.
• Endüstriyel Uygulamalar: Bir çip üzerinde sistem (SoC) gömülü sistem kartı, süreçleri otomatikleştirmek, üretkenliği artırmak ve operasyonel verimliliği iyileştirmek için endüstriyel uygulamalarda yaygın olarak kullanılır. Uygulamalar arasında programlanabilir mantık denetleyicileri (PLC'ler), endüstriyel robotlar, CNC makineleri, işlem kontrol sistemleri ve tahmini bakım araçları bulunur.
• Telekomünikasyon: İletişim gömülü sistem kartında bir RTOS'un uygulanması, telekomünikasyon sektöründeki gelişmeleri devrimleştirdi. Gömülü sistemler, yönlendiriciler, anahtarlar, güvenlik duvarları, VoIP telefonları, mobil ağlar için baz istasyonu vericileri (BTS) ve geniş bant modemde çok önemli bir rol oynar.
• Güvenlik Sistemleri: Güvenlik gömülü sistem kartına bir mikrodenetleyicinin entegre edilmesi, güvenlik sistemlerinde güvenlik düzeyini artırmak için gerçek zamanlı veri işleme ve karar verme yeteneklerini kolaylaştırır. Hırsız alarm sistemleri, erişim kontrol sistemleri, video gözetimi, yangın alarm sistemleri ve çevre izleme sistemleri verimli bir şekilde çalışabilmek için gömülü sistemlere büyük ölçüde güvenir.
• Havacılık ve Savunma: Havacılık ve savunma uygulamaları, aşırı çevre koşullarında performans gösterebilen güvenilir, sağlam ve yetenekli gömülü sistem çözümleri gerektirir. Havacılık sistemleri, motor kontrol sistemleri, silah sistemleri ve insansız sistemler gibi göreve kritik uygulamalar.

Gömülü Sistem Kartı Seçimi

Gömülü bilgisayar satın alırken, alıcılar dayanıklı, esnek, desteklenen ve entegre edilmesi kolay sistem kartları aramalıdır. Ayrıca kartın form faktörünü, işlem gücünü, bellek kapasitesini, verimliliğini ve maliyetini de göz önünde bulundurmalıdırlar.

Gömülü sistem kartı seçme sürecini basitleştirmek için alıcılar aşağıdaki ipuçlarını izleyebilirler:

• Proje gereksinimlerini tanımlayın: Uygulama için gereken özellikleri tanımlamak, gömülü kart seçeneklerini daraltmaya yardımcı olabilir. Bu, işlem gereksinimlerini, G/Ç taleplerini, bellek ihtiyaçlarını, form faktörünü ve çevresel koşulları tanımlamayı içerir.
• İşlem ihtiyaçlarını belirleyin: Uygulama karmaşıklığını ve görevlerini analiz etmek, doğru CPU'yu ve bilgi işlem gücünü seçmenize yardımcı olur. Bu, saat hızı, çekirdek sayısı, mimari ve yeteneklere bakmayı içerir.
• Belleği ve depolama alanını değerlendirin: Uygulama işlevleri ve gereksinimleri için gereken RAM miktarını göz önünde bulundurun. Ayrıca, veri ve işletim sistemi ihtiyaçları için Flash veya disk sürücüleri gibi depolama seçeneklerine de bakın.
• Arayüzler ve bağlantıları düşünün; Çevre birimi ve sensör bağlantıları için gereken G/Ç'yi göz önünde bulundurun. Ayrıca, bağlantı ihtiyaçları için kablolu ve kablosuz gibi iletişim seçeneklerini düşünün.
• Form faktörünü ve ayak izini göz önünde bulundurun; Kart seviyesi bileşen boyutunu ve düzenini belirleyin. Bu, muhafaza içinde veya alan kısıtlamaları içinde kullanım için idealdir.
• Çevresel uygunluğu inceleyin: Sıcaklık uçlarına maruz kalan kartlar, sağlam modeller gerektirir. Bu, sistemin saha ortamında uygulandığı durumlarda özellikle önemlidir.
• Güç tüketimini değerlendirin: Düşük güçlü sistemler, enerji tasarruflu kartlar gerektirir. Her bileşenin güç kullanımına bakın, pil veya enerji tasarruflu uygulamalar için ideal olabilecek bir gömülü sistem seçin.
• Bütçeyi ve maliyeti belirleyin: Her kart seçeneğinin maliyetine karşılık değeri değerlendirmek için fiyat bütçeleri oluşturun. Bunlar, alıcıların kalite ve performans standartlarını karşılayan aynı zamanda maliyet açısından verimli seçenekler yapmalarına yardımcı olabilir.

Gömülü sistem kartı S&C

S1: Kartın yazılımı nasıl geliştirilir?

C1: Geliştiriciler gömülü yazılımı yazabilir ve ardından belleğe yazabilir.

S2: Kartlar için hazır yazılımlar var mı?

C2: Bazı kartların erken yazılım sürümleri vardır. Kullanıcılar, test ettikten sonra Linux veya Android gibi istikrarlı işletim sistemlerini yükleyebilir.

S3: Gömülü sistem bilgisayar kartı için yazılım nasıl elde edilir?

C3: Mikrodenetleyici veya işlemci şirketinin veri sayfasında yazılım geliştirme hakkında bilgi vardır. Gömülü yazılımın donanımla çalışmasına yardımcı olan derleyiciler gibi tüm araçları içerecektir. Bu kartlar ayrıca kullanıcılara yazılım desteği sağlayan topluluklar tarafından desteklenir.

S4: Kartın istenen yazılımla çalışacağını nasıl anlarız?

C4: Bazı kartların erken test aşamasında yazılım sürümleri vardır. Kullanıcılar, yazılımı test ettikten sonra Linux veya Android gibi istikrarlı işletim sistemlerini yükleyebilir. Kartı satan şirket, uyumlu yazılım sürümlerinin bir listesini sağlayabilmelidir.

S5: Gömülü sistem ile bilgisayar arasındaki fark nedir?

C5: Temel fark, bilgisayarların genel amaçlı olması, gömülü sistemlerin ise özel bir amaç için yapılmış olmasıdır. Bilgisayarlar çok fazla kaynağa ihtiyaç duyar, ancak gömülü sistemler küçüktür ve az kaynak kullanır.