Mikroişlemci, Mikrodenetleyiciler, FPGA, PLC

Mikroişlemci, Mikrodenetleyiciler, FPGA, PLC

Robotik, gömülü yazılım ve donanım-yazılım bütünleşmesinde TMS570, MSP430, Stellaris, STM32, ARM/PIC, Arduino, Raspberry Pi/Odroid, FPGA/VHDL ve PLC platformlarıyla çalıştığım teknik alan.

Mikroişlemci, mikrodenetleyici, FPGA ve PLC çalışmaları benim için yalnız kart veya ürün isimlerinden oluşan bir yetenek listesi değildir. Bu platformlarda yazılım; zamanlama, interrupt, bellek, seri haberleşme, pin/çevrebirim konfigürasyonu ve fiziksel sistem davranışıyla birlikte ele alınır.

Mikrodenetleyici ve Gömülü Platformlar

Çalıştığım platformlar arasında Texas Instruments TMS570, MSP430 ve Stellaris; STM32, ARM tabanlı sistemler ve PIC ailesi yer alır. Baykar stajında TMS570 geliştirme kartında lwIP yapılandırması ve TCP/UDP haberleşmesi üzerine çalışmam, gömülü ağ yığınının sürücü, bellek ve zamanlama tarafını doğrudan görmemi sağladı.

AKÜ BİDB stajındaki RFID ve seri haberleşme çalışmaları ile eski kartlı geçiş projeleri de mikrodenetleyici ile masaüstü yazılım arasındaki fiziksel veri sınırını anlamamda önemliydi.

Tek Kart Bilgisayarlar ve Prototipleme

  • Raspberry Pi
  • Odroid
  • Arduino

Bu sınıfta Linux tabanlı tek kart bilgisayar ile çıplak-metal veya mikrodenetleyici yaklaşımını aynı şey olarak değerlendirmiyorum. İşletim sistemi bulunan platformlarda scheduler, süreç ve sürücü katmanı; küçük mikrodenetleyicilerde ise interrupt ve çevrebirim zamanlaması daha doğrudan görünür hale gelir.

FPGA, VHDL ve Endüstriyel Kontrol

  • Spartan-6 FPGA
  • VHDL
  • PLC
  • Siemens SIMATIC S7

FPGA yaklaşımı işlemci üzerinde ardışık komut yürütmekten farklıdır; eşzamanlı donanım yapıları ve clock sınırları tasarımın parçasıdır. PLC tarafında ise deterministik endüstriyel kontrol, saha sinyalleri ve çevrim süresi ön plana çıkar.

Gerçek Zaman ve Ölçüm

Gömülü sistemde ortalama hız çoğu zaman yeterli değildir. Interrupt latency, worst-case execution time, jitter ve çevrebirim deadline'ları fiziksel davranışı belirleyebilir. Bu kavramların daha genel çerçevesi Mekatronik Sistemlerin Temelleri ve İşletim Sistemleri notlarımla ilişkilidir.

Bu alanın uygulamalı örneklerinden biri de Mini İHA yazılımı projesidir.