Gömülü Sistemler Eğitimi

Ders 1 • Geliştirme Araç Zincirine Genel Bakış

Çapraz derleyiciler, bağlayıcılar, hata ayıklayıcılar ve flash programlayıcıları tanıtır. Öğrenciler, ilk programlarını derlemek ve çalıştırmak için temel bir araç zinciri yapılandırır.

Ders 2 • Temel Donanım Bileşenleri

Mikrodenetleyicileri, işlemcileri, bellek türlerini ve çevre birimlerini inceler. Sonraki tüm bölümler için gereken donanım kelime dağarcığını sağlar.

Ders 3 • Gömülü Sistem Kısıtlamaları ve Ödünleşimler

Tasarım kararlarını şekillendiren güç, bellek, gecikme ve maliyet kısıtlamalarını analiz eder. Kurs boyunca yeniden ele alınan mühendislik ödünleşimlerini çerçeveler.

Ders 4 • Gömülü Sistemlerin Tanımlanması

Gerçek dünya örnekleriyle gömülü sistemleri masaüstü bilgi işlemle karşılaştırır. Kapsam ve tasarım felsefesini belirleyerek bölümü temellendirir.

Ders 1 • Durum Makineleri ve Kontrol Akışı

Olay güdümlü bellenim için enumlar ve switch ifadeleri kullanarak sonlu durum makinelerini uygular. İç içe koşullara ölçeklenebilir bir alternatif sunar.

Ders 2 • Volatile, Const ve Restrict Niteleyicileri

Donanıma eşlenmiş değişkenlerle derleyici optimizasyon etkileşimlerini açıklar. Öğrenciler, ince eşzamanlılık ve optimizasyon hatalarını önlemek için niteleyicileri doğru şekilde uygular.

Ders 3 • İşaretçiler ve Bellek Yönetimi

İşaretçi aritmetiği, fonksiyon işaretçileri ve statik bellek ayırma stratejilerini kapsar. Güvenlik açısından kritik bellenimde dinamik ayırma tuzaklarından kaçınır.

Ders 4 • Sabit Genişlikli Türler ve Bit Manipülasyonu

Taşınabilir yazmaç düzeyinde kod yazmak için stdint.h türlerini ve bitsel işleçleri kullanır. Gömülü hatalarda yaygın olan tür boyutu belirsizliğini ortadan kaldırır.

Ders 1 • Kesmeler ve İstisna Yönetimi

Kesme vektörlerini, öncelik seviyelerini ve ISR tasarım kurallarını kapsar. Öğrenciler, verimlilik için yoklama döngülerinin yerine kesme güdümlü G/Ç kullanır.

Ders 2 • CPU Mimarisi Temelleri

Yaygın gömülü çekirdeklerin işlem hattı aşamalarını, komut kümelerini ve yazmaç dosyalarını kapsar. Mimari bilgisini verimli düşük seviyeli kod yazmaya bağlar.

Ders 3 • Bellek Mimarisi ve Haritalama

Bellek eşlemeli G/Ç, adres alanları ve yığın ve öbek ayırmayı açıklar. Öğrencileri veri sayfalarını okumaya ve doğru çevresel erişim kodu yazmaya hazırlar.

Ders 4 • Analog Arayüzler: ADC ve DAC

ADC örnekleme, çözünürlük, referans gerilimleri ve DAC çıkışını açıklar. Öğrenciler, sensör gerilimlerini okur ve yazılım kontrolü altında analog sinyaller üretir.

Ders 5 • GPIO ve Dijital G/Ç Kontrolü

Giriş, çıkış ve alternatif fonksiyonlar için yazmaç seviyesinde GPIO yapılandırmasını öğretir. Öğrenciler LED kontrolü ve buton titreşim giderme alıştırmalarını uygular.

Ders 1 • UART Seri Haberleşme

UART bağlantıları için baud hızı, çerçeveleme ve akış kontrolünü yapılandırır. Öğrenciler, bir seri terminal üzerinden komut satırı arayüzü uygular.

Ders 2 • Protokol Seçimi ve Hata Ayıklama

Protokol seçimine hız, mesafe, düğüm sayısı ve maliyete dayalı rehberlik eder. Öğrenciler, veri yolu trafiğini çözmek ve hatalarını ayıklamak için mantık analizörleri ve osiloskoplar kullanır.

Ders 3 • CAN Veri Yolu Temelleri

CAN çerçeve yapısını, hakemliği, hata tespitini ve veri yolu topolojisini tanıtır. Öğrencileri otomotiv ve endüstriyel protokol çalışmalarına hazırlar.

Ders 4 • I2C Veri Yolu Protokolü

I2C adresleme, ACK/NACK, saat germe ve çoklu ana hakemliğini açıklar. Öğrenciler, yazmaç haritalarını kullanarak I2C aygıtlarından sensör verilerini okur.

Ders 1 • Görev Oluşturma ve Yönetimi

RTOS API'lerini kullanarak görevler oluşturur, askıya alır, devam ettirir ve siler. Öğrenciler, bağımsız sensör ve ekran görevlerine sahip çok görevli bir uygulama oluşturur.

Ders 2 • RTOS Kavramları ve Zamanlama

Görevleri, zamanlayıcıları, ön alımı ve bağlam değiştirmeyi tanımlar. RTOS tabanlı tasarımı, çıplak metal süper döngü yaklaşımlarıyla karşılaştırır.

Ders 3 • RTOS Zamanlayıcıları ve Güç Yönetimi

Güç tüketimini azaltmak için yazılım zamanlayıcılarını ve tiksiz boşta modlarını yapılandırır. RTOS zamanlamasını donanım düşük güç durumlarıyla bütünleştirir.

Ders 4 • Görevler Arası Haberleşme

Görevler arasında güvenli bir şekilde veri aktarmak için kuyruklar, posta kutuları ve olay bayrakları kullanır. Yarış koşullarına neden olan global değişken paylaşımını ortadan kaldırır.

Ders 1 • Çevresel Güç Optimizasyonu

Boşta akımını ortadan kaldırmak için çevre birimlerini talep üzerine etkinleştirir ve devre dışı bırakır. Sensörlere, radyolara ve ekranlara görev döngüsü uygular.

Ders 2 • Uyku ve Düşük Güç Modları

Uygun uyandırma kaynaklarıyla uyku, derin uyku ve bekleme modlarını yapılandırır. Öğrenciler, her mod geçişinde güç tasarrufunu ölçer.

Ders 3 • Saat ve Gerilim Ölçekleme

CPU frekansını ve besleme gerilimini dinamik olarak düşürerek aktif gücü azaltır. Öğrenciler, iş yükü talebine bağlı DVFS politikalarını uygular.

Ders 4 • Güç Tüketimi Temelleri

Dinamik, statik ve çevresel güç bileşenlerini ayırır. Optimizasyon başlamadan önce bir ölçüm taban çizgisi oluşturur.

Ders 1 • Gömülü Tehdit Ortamı

Gömülü cihazları hedef alan fiziksel, bellenim ve ağ saldırı vektörlerini kataloglar. Gerçek dünya ihlal vaka çalışmalarıyla güvenlik yatırımını motive eder.

Ders 2 • Güvenli Haberleşme Kanalları

Kimliği doğrulanmış, şifreli bağlantılar için gömülü yığınlarda TLS ve DTLS'yi yapılandırır. Bellek kısıtlamaları dahilinde sertifikaları ve oturum anahtarlarını yönetir.

Ders 3 • Güvenli Önyükleme ve Bellenim Bütünlüğü

ROM önyükleyicisinden uygulama bellenimine kadar bir güven zinciri uygular. Öğrenciler, bellenim görüntülerini imzalar ve önyükleme sırasında imzaları doğrular.

Ders 4 • Güvenli Firmware Update (OTA)

Geri alma korumalı, hatasız bir kablosuz güncelleme ardışık düzeni tasarlar. Öğrenciler, imza kontrolleriyle çift bankalı bir flash güncelleme şeması uygular.

Ders 1 • Hata Ayıklama Teknikleri ve Araçları

Hataları yalıtmak için JTAG/SWD hata ayıklayıcıları, izleme tamponları ve printf tarzı günlük kaydı kullanır. Herhangi bir gömülü platformda uygulanabilir sistematik hata bulma becerileri geliştirir.

Ders 2 • Dağıtım ve Saha Güncelleme Stratejileri

Dağıtılmış cihazlar için üretim flashlama, saha teşhisi ve OTA güncelleme dağıtımını planlar. Filo yönetimi ve ölçekte sürüm takibini ele alır.

Ders 3 • Statik Analiz ve Kod Kalitesi

Çalışma zamanından önce kusurları önlemek için statik analizörleri çalıştırır ve kodlama standartlarını uygular. Derleme ardışık düzenine kalite geçitleri entegre eder.

Ders 4 • Donanım Döngüde Test

Zamanlama ve çevresel davranışı doğrulamak için gerçek donanımı otomatik test betiklerine bağlar. Birim testlerinin tespit edemediği entegrasyon hatalarını yakalar.