Linux gömülü kart

Linux Gömülü Kart Türleri

Linux Gömülü Kart pazarı, tam teşekküllü tek kartlı bilgisayarlar (SBC'ler), özelleştirilebilirlik, sistem-üzerine-modüller (SoM'ler) ve genellikle gömülü PC'ler veya endüstriyel PC'ler olarak adlandırılan daha güçlü seçenekler dahil olmak üzere çok çeşitli ürünlerden oluşur. Ancak, farklı Linux kart türleri genel olarak dört ana kategoriye ayrılabilir:

• Tek Kartlı Bilgisayarlar:

  Tek kartlı bilgisayarlar (SBC'ler), küçük ölçekli genel amaçlı bilgisayarlar olarak görev yapabilir. Raspberry Pi ve BeagleBone gibi üniteler bu kategoriye girer. SBC'ler boyut olarak değişebilir, ancak genellikle normal masaüstü veya dizüstü bilgisayarlara göre küçük ve hafiftir. SBC'ler, tüm bileşenleri (CPU, bellek, G/Ç portları vb.) tek bir devre kartına entegre ettiği için tek kartlı bilgisayar olarak adlandırılır. SBC'ler, çeşitli gömülü uygulamalarda kullanılır ve kullanıcıların kartı özel gereksinimlerine göre özelleştirmelerine olanak tanıyan esnek özelleştirme seçenekleri sunar.

• Sistem-Üzerine-Modüller (SoM'ler):

  SoM'ler işlev olarak SBC'lere benzer, ancak iki bölümden oluşur: hesaplama modülü ve taşıyıcı kart. Gömülü sistem tasarımcılarına daha fazla esneklik sağlarlar. Toradex Colibri iMX7 modülü, Variscite DART-MX93 ve DSA i.MX93 SOM gibi farklı SoM türleri vardır. Tasarımcılar, işlemci, bellek ve temel arayüzleri içeren standartlaştırılmış bir hesaplama modülünü kullanırken, taşıyıcı kartı istenen G/Ç arayüzleri ve özellikleriyle özelleştirebilirler. Bu, özellikle alan kısıtlamaları olan veya modüler bir mimarinin faydalı olduğu ürünlerde, gömülü sistemi belirli kullanım durumlarına göre entegre etmeyi ve optimize etmeyi kolaylaştırır.

• Gömülü PC'ler/Endüstriyel PC'ler:

  Gömülü PC'ler veya endüstriyel PC'ler, genellikle zorlu ortamlar ve endüstriyel uygulamalar için uygun olan daha güçlü ve sağlamlaştırılmış gömülü kart sürümleridir. Genellikle fabrika, araç veya diğer zorlu ortamlardaki makinelere ve sensörlere bağlanmak için genişletilmiş sıcaklık aralıkları, darbeye dayanıklılık ve sağlam G/Ç arayüzleri gibi ek özellikler içerirler.

• Sanallaştırılmış Çözümler:

  Sanallaştırılmış modda birden fazla Linux örneğini çalıştırabilen özel gömülü kartlar vardır. Bu, gömülü bir kurulumda farklı uygulamalar veya kullanıcılar için birden fazla ayrı Linux ortamı sağlamak için faydalı olabilir.

Linux Gömülü Kartların Fonksiyonları ve Özellikleri

Gömülü bir Linux kartının işlevi, bir cihazın daha büyük bir sistem içinde belirli bir işlevi yerine getirmesini sağlamaktır. Bu kartlar gömülü sistemlerin ayrılmaz parçaları olduğu için işlevi, bulundukları sistemin amaçlanan uygulamasıyla ayrılmaz bir şekilde bağlantılıdır. Bu nedenle, bir Linux çekirdekli gömülü sistem, cerrahi için tasarlanmış robotik bir kolun motorunun çalışmasını kontrol etmek veya bir fırının sıcaklığını korumak için sensörlerden gelen verileri işlemek için kullanılabilir. Gömülü sistemlerin çeşitli endüstrilerde kullanıldığı çok sayıda uygulama, gömülü kartların geniş bir işlev yelpazesine sahip olduğu söylenebilir.

Gömülü Linux sisteminin aşağıdaki özellikleri, işlevlerini destekler:

• Gerçek Zamanlı İşletim: Gerçek zamanlı gömülü Linux sistemi, Linux işletim sisteminin bir gömülü sistemin zaman açısından kritik gereksinimlerini karşılamasını sağlar.
• Cihaz Sürücüleri: Gömülü sistemler, çeşitli çevre birimleri ve donanım bileşenleriyle iletişim kurmak için cihaz sürücülerine bağlıdır. Linux kartı, çeşitli cihazları destekleyebilecek çeşitli sürücülere sahiptir.
• Özelleştirilebilirlik: Gömülü Linux dağıtımı, belirli gereksinimleri karşılamak üzere özelleştirilebilir. Bu, kaynakların ve sistem performansının optimum şekilde kullanılmasını sağlar.
• Çapraz Derleme Desteği: Linux sistemi, bir ana geliştirme sistemi ve bir hedef gömülü cihaz gerektirir. Hedef cihaz farklı bir mimariye sahip olduğundan, ana sisteme bir derleyici, binutils ve diğer araçları içeren bir çapraz araç zinciri kurulması gerekir.
• Çekirdek: Çekirdek, uygulamalar ile donanım arasında bir aracı görevi görür ve gömülü Linux sisteminin çalışması için olmazsa olmazdır. Kaynak yönetiminden sorumludur.
• Güç Yönetimi: Gömülü Linux sisteminin güç yönetimi özelliği, pil gücülü gömülü sistemlerde pil ömrünü uzatmaya yardımcı olur.
• Hata Ayıklama Araçları: Hata ayıklama araçları, bir gömülü sistemin geliştirilmesi için olmazsa olmazdır. GDB, JTAG, LLDB ve strace bulunur.
• Ağ: Linux ağ yetenekleri, geniş bir ağ protokolü yelpazesinden yararlanma yeteneğiyle gömülü sistemler arasında etkili iletişim sağlar.

Linux Gömülü Kart Uygulamaları

Hobi ve eğitim uygulamalarına ek olarak, Linux gömülü sistem kartları endüstriyel ve ticari uygulamalarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Küçük boyutları, düşük maliyetleri ve kablosuz iletişim yetenekleri, onları aşağıdaki uygulamalar için ideal hale getirir:

• Tüketici Elektroniği

  Küçük Linux kartlarının, dijital fotoğraf çerçeveleri, akıllı TV'ler, uydu alıcıları ve akış medyası oynatıcıları gibi tüketici elektronik cihazlarında multimedya veri iletimi ve işlemeyi yönetmesi bekleniyor.

• Sağlık

  Linux gömülü sistemler, röntgen cihazları, infüzyon pompaları, dijital termometreler ve diyabet yönetimi araçları gibi tıbbi izleme ve tanı cihazlarında kullanılır.

• Otomotiv

  Araç uygulamalarında, gömülü sistemler navigasyon, telematik, gelişmiş sürücü destek sistemleri ve araç içi bilgi-eğlence sistemlerinde kullanılır. Otomotiv uygulamaları, gerçek zamanlı çalışma yeteneklerine sahip sağlam bilgi işlem gerektirir.

• Endüstriyel Otomasyon

  Birçok gömülü kart, sensörlerden ve aktüatörlerden veri toplamayı izleme ve kontrol amaçlı olarak sağlayan IIoT cihazları gibi endüstriyel makinelere bağlantı seçenekleri sağlar. Bu kartlar PLC'ler ve SCADA sistemlerinde kullanılabilir. Robotik çalışma hücreleri, montaj istasyonları, üretim makineleri ve paketleme makineleri gibi zorlu endüstriyel ortamlara dayanacak şekilde üretiliyorlar.

• Akıllı Ev Cihazları

  Akıllı kilitler, aydınlatma, ısıtma sistemleri ve akıllı mutfak aletleri gibi cihazlar, bina sakinlerinin konforunu, rahatlığını ve güvenliğini artırmak için gömülü sistemleri kullanır.

• Perakende

  Perakende ortamlarında, gömülü bilgi işlem elektronik raf etiketlerinde, satış noktası terminallerinde ve etkileşimli kiosklerde kullanılır. Perakende işletmeleri, bu cihazları operasyonları optimize etmek, müşteri etkileşimini iyileştirmek ve envanter yönetimini geliştirmek için kullanır.

• Havacılık ve Savunma

  Gömülü kartlar, sağlam uygulamalar için uygundur, bu da onları askeri ve havacılık uygulamalarında iletişim ekipmanları, havacılık elektroniği, gözetim sistemleri ve uzaktan sensörler için ideal hale getirir.

• IoT Uygulamaları

  Küçük form faktörlü Linux kartlarının kompakt boyutu ve düşük güç tüketimi, ağ geçitleri ve sensörler gibi IoT cihazları için ideal hale getirir. Bu cihazlar, verileri yerel olarak analiz etmek ve durumlara gerçek zamanlı olarak yanıt vermek için uç bilgi işlem gerçekleştirebilir.

Linux Gömülü Kart Nasıl Seçilir?

İyi bir Linux gömülü sistemi, işletmelerin operasyonel hedeflerine ulaşmalarına ve iş akışlarını optimize etmelerine yardımcı olabilir. Linux tabanlı bir gömülü sistem seçerken, sistemin kullanılacağı potansiyel uygulamaları göz önünde bulundurmak önemlidir. Bu, kullanım durumuyla en alakalı özelliklerin belirlenmesine yardımcı olacaktır. Uygulamaların çeşitli olduğundan emin olmak için zaman ayırın, çünkü bunlar hem donanım hem de yazılım gereksinimleri için bir rehber görevi görecektir.

Ardından, sistemin işlem gücünü göz önünde bulundurun. Kapalı Linux gömülü kartları değişen işlem gücüne sahip gelir ve gereken miktar uygulamanın karmaşıklığına bağlı olacaktır. Örneğin, basit G/Ç görevleri, ARM Cortex-M gibi mikrodenetleyiciler tarafından işlenebilirken, Intel veya ARM işlemcili üst düzey kartlar iş istasyonları veya zorlu uygulamalar için kullanılabilir.

Ayrıca, GPIO, I2C, SPI, USB, UART, Ethernet, CAN, Wi-Fi ve Bluetooth gibi kartın bağlantı seçeneklerini göz önünde bulundurun. Gömülü kart, uygulama için gereken çevre birimleri, sensörler veya diğer cihazlara arayüz sağlamalıdır. Kartın istenen bağlantı için uygun portlara ve protokollere sahip olduğundan emin olun. Linux gömülü kartının fiziksel düzenini, montaj seçenekleri ve form faktörü dahil olmak üzere göz önünde bulundurun.

Maksimum ve minimum çalışma sıcaklıklarına bakın, çünkü bazı kartlar daha sert koşullara dayanabilir. Gömülü bilgi işlem sistemine dahil olan Linux dağıtımını göz önünde bulundurmak da önemlidir. Kullanıcı belgeleri ve topluluk desteğiyle birlikte istikrarlı destek sağlayan bir dağıtım seçilmelidir. Linux sürümünün hedeflenen donanım platformu için uygun olduğundan emin olun.

Ardından, sistemin RAM ve depolama kapasitesini değerlendirin. Bu iki bileşen, gömülü Linux sisteminin uygulamaları çalıştırmak ve verileri depolamak için çok önemlidir. Satın almadan önce depolama seçeneklerini ve gömülü kart Linux'unu belirlemek için gereken alan miktarını göz önünde bulundurun.

Son olarak, işletmeler açık veya kapalı bir karta ihtiyaç duyup duymadıklarını düşünmelidir, bu da erişim ve lisanslama ile ilgilidir. Kapalı kartlar, değiştirilemeyen tescilli donanım ve yazılıma sahiptir, açık kartlar ise değişiklikler yapılabilmesi için kaynak kodlarına erişime izin verir.

S&S

S1. Bir gömülü kartta tam bir Linux dağıtımı çalıştırılabilir mi?

C1. Evet, bir gömülü kartta tam bir Linux dağıtımı çalıştırılabilir. Linux gömülü kartları belirli görevler için tasarlanmış olsa da, yeterli kaynaklara (CPU, RAM, Depolama) sahip bir gömülü kart, Ubuntu veya Debian gibi tam bir Linux dağıtımını çalıştırabilir.

S2. Gömülü sistem ile Linux sistemi arasındaki fark nedir?

C2. Gömülü sistem, gömülü kullanım için basitleştirilmiş bir gerçek zamanlı işletim sistemi (RTOS) veya Linux tabanlı bir işletim sistemi çalıştırır. Buna karşılık, Linux gömülü kartlar veya sistemler genel amaçlıdır ve masaüstü veya sunucuda Linux çalıştırır.

S3. Gömülü bir Linux sistemi neler içerir?

C3. Bir gömülü Linux sistemi, özelleştirilmiş bir Linux çekirdeği, kütüphaneler (glibc gibi) ve kullanıcı alanı yardımcı programları (systemd ve init gibi) içerir. Ayrıca bir RTOS (gerçek zamanlı işletim sistemi), çapraz derleme araçları ve gömülü donanım (SoC, depolama, iletişim arayüzleri gibi) içerebilir.

S4. Gömülü sistemlerde Linux'un rolü nedir?

C4. Linux, gömülü sistem kartlarında CPU, Bellek ve depolama gibi sistem kaynaklarını yönetir ve cihaz sürücüleri, sistem arayüzleri ve daemonlar gibi gömülü uygulamaları ve hizmetleri çalıştırmak için bir platform sağlar.