Gömülü işletim sistemi

Gömülü İşletim Sistemi (GİS), özel olarak gömülü bilgisayar için tasarlanmış bir işletim sistemidir. Bu sistemler, belirli görevleri yerine getirmek için işlevselliği ve güvenilirliği artırmayı amaçlar. Eğer kullanılan çoklu görev yöntemi zamanında görev yürütülmesine olanak tanıyorsa, böyle bir işletim sistemi gerçek zamanlı işletim sistemi (RTOS) olarak nitelendirilebilir.

 Genel bakış 
küçükresim|2010 yılında kullanılan bir Xerox Document Centre 505 dijital fotokopi makinesi
Gömülü işletim sistemleri, kamera ve mobil telefon gibi tüketici elektroniği ürünlerinin ayrılmaz bir parçasıdır. Ayrıca, otomotiv elektroniğinde kullanılarak hız sabitleme ve navigasyon gibi işlevlere yardımcı olur. Bunun yanı sıra, fabrika otomasyonu altyapısında da önemli bir rol oynar. Gömülü işletim sistemlerinin günlük kullanımları arasında görüntü tarayıcı, fotokopi makinesi ve kablosuz erişim noktası gibi ofis otomasyonu cihazları yer alır. Ayrıca, güvenlik sistemleri de dahil olmak üzere ev otomasyonu sistemleri gömülü işletim sistemlerine dayanır.

 Tasarım 
Gömülü sistemler, bir işlemci ve buna karşılık gelen yazılımdan oluşur. Gömülü yazılım, çalıştırılabilir dosyalar ve çalışma zamanı sırasında geçici veri işleme için depolama gerektirir. Gömülü sistemler genellikle ana bellek bileşenleri olarak ROM ve RAM kullanır. Gömülü sistemler, işlevsellik için giriş ve çıkış arayüzlerine ihtiyaç duyar. Gömülü donanım yapılandırmaları genellikle benzersizdir ve uygulamaya göre değişiklik gösterir. Gömülü sistem donanımının kaynak kısıtlamaları nedeniyle, işletim sistemleri dar bir kapsamda tasarlanır ve belirli uygulamalara uyarlanarak donanım sınırlamaları içinde en iyi şekilde çalışması sağlanır. Donanımı düzenleyen ve kontrol eden gömülü işletim sisteminin seçimi, genellikle gerekli ek gömülü donanım bileşenlerini de belirler.

Yazılım geliştiriciler, Merkezi İşlem Birimi (CPU)'nun tam işlem gücünden yararlanmak için temel kodları assembly diliyle yazabilir. Makineye uyumlu olması nedeniyle assembly dili, deterministik sistemlerde hızı artırabilir ancak taşınabilirliği ve sürdürülebilirliği azaltabilir. Gömülü işletim sistemleri genellikle "C" gibi taşınabilir programlama dilleriyle yazılır.

Tarihçe
Erken dönem gömülü işletim sistemleri
Gerçek zamanlı çoklu görev çekirdeği kavramı 1970'lerin sonlarında ortaya çıktı. 1980'lerde, gömülü sistem uygulamalarının karmaşıklığının artmasıyla birlikte, gerçek zamanlı çoklu görev çekirdeğine sahip işletim sistemleri, gömülü sistem geliştirme süreçlerinin değişen gereksinimlerini karşılamakta zorlandı. Bu durum, gerçek zamanlı çoklu görev çekirdeğinin evrilerek ağ iletişimi, dosya yönetimi, geliştirme ve hata ayıklama yeteneklerini içeren kapsamlı bir işletim sistemine (RTOS) dönüşmesine yol açtı.

Günümüzde RTOS, küresel bir endüstri haline gelmiştir. 1981 yılında Ready System, dünyanın ilk ticari gömülü gerçek zamanlı çekirdeği olan VRTX32'yi geliştirdi. 1993 yılında gerçekleşen bir birleşmenin ardından, Ready System ve Silikon Vadisi merkezli Microtec Research, VRTXmc üzerine inşa edilen iki yeni RTOS çekirdeği, VRTX32 ve VRTXsa'yı geliştirdi. Aynı dönemde VRTX entegre geliştirme ortamı olan Spectra tanıtıldı.

1996 yılında Microsoft x86, ARM, SH4 ve MIPS gibi çeşitli işlemci mimarilerini destekleyen gömülü işletim sistemi WinCE'yi piyasaya sürdü. WinCE, 2018 yılında ana akım desteğin sona ermesiyle birlikte artık kullanılmaz hale gelmiştir.

OS-9 ve VxWorks de öne çıkan gömülü işletim sistemlerindendir.

 Modern gömülü işletim sistemleri 
Günümüzde Nesnelerin İnterneti (IoT) alanında, gömülü cihazlar yaygın olarak kullanılmaktadır ve yalnızca otomobiller bile yüzlerce sensör barındırmaktadır. Geleneksel gömülü sistemlerin aksine, IoT sistemleri daha düşük güç tüketimi, artırılmış güvenlik ve güvenilirlik ile geçici ağ oluşturma yeteneği gerektirir.. İletişim katmanı, farklı protokoller arasında dönüşümü sağlarken, uygulama katmanı Internet üzerinden bulut bilişim yeteneklerini desteklemelidir.

Günümüz gömülü işletim sistemleri
Sonuç olarak, OpenWrt, Zeroshell, Android, LineageOS, LEDE, LibreCMC gibi Embedded Linux  türevleri OpenHarmony, Oniro OS, HarmonyOS, NetBSD, PX5 RTOS, ThreadX, FreeRTOS, Tock gibi birçok yeni gömülü işletim sistemi popülerlik kazanmıştır.

Linux tabanlı projeler
Çeşitli gömülü sistemlerde çalışabilen işletim sistemleri oluşturmak amacıyla birçok Linux tabanlı proje, araç takımı ve çerçeve geliştirilmiştir. Bu projeler arasında OpenEmbedded, BusyBox, uClibc, musl libc ve Buildroot öne çıkmaktadır.

Ayrıca bakınız
 Gömülü Sistemlerde Linux
 Gömülebilir Linux Çekirdek Alt Kümesi (ELKS), bir disket üzerine sığabilen bir Linux işletim sistemidir.
 İşletim Sistemleri Listesi
 OpenWrt
 En Az Ayrıcalık İlkesi (Bilgisayar Güvenliği)

Kaynakça

Kategori:Gömülü işletim sistemleri