Gömülü Ders İçeriği

Gömülü Sistemlere Giriş: ARM Mimarisi ve Bu Notların Kaynağı

Hazırlanan bu not serisi, gömülü sistemler alanında bireysel öğrenme sürecini yapılandırmak ve dokümante etmek amacıyla oluşturulmuştur. Odak noktası, ARM mimarisi temelinde geliştirilen STM32 mikrodenetleyici ailesidir. Bu mimarinin seçilme nedeni, hem akademik hem de endüstriyel alanda yaygınlığı ve güçlü ekosistemidir.

C Sistem ve Programcıları Derneği tarafından sunulan ARM Mikrodenetleyici Kursu, bu çalışmanın temel referans kaynağını oluşturmaktadır. Eğitmen Gürbüz Aslan tarafından sunulan sistematik anlatım, teorik altyapının yanı sıra uygulamalı bilgilerin de kazanılmasına olanak tanımıştır.

Bu içerikler, ARM Cortex-M çekirdeği ve çevresel donanımlar üzerine yapılan uygulamalı çalışmalarla zenginleştirilmiş; STM32 serisi ile entegre kullanıma yönelik yapılandırılmıştır. Hem giriş seviyesindeki kullanıcılar hem de ileri düzey geliştiriciler için kademeli bir yol haritası sunulmaktadır.

Ders içerikleri sırasıyla şunlardır:

  • ARM mimarisine giriş ve çekirdek yapısı
  • Çevresel birimlerin kullanımı (GPIO, Timer, ADC, USART, DMA)
  • C dili ile donanım seviyesinde kod geliştirme
  • IDE ve proje geliştirme araçlarının kullanımı
  • HAL, LL ve doğrudan register erişimi üzerine yazılım katmanları
  • Gerçek zamanlı sistemler ve kesme yönetimi

Tüm ders içerikleri, bireysel olarak test edilmiş ve uygulamaya dayalı olarak sunulmuştur.

Takip eden notlar “Ders 1”, “Ders 2” biçiminde sıralı bir sistematikle sunulmaktadır.

Notlar, bireysel öğrenme sürecinin çıktısı olup, benzer konularda çalışanlar için yol gösterici olmayı hedeflemektedir.

Gömülü Ders 1

ARM'a Giriş

İlk derste, mikrodenetleyici ile mikroişlemci arasındaki temel farklar ele alınmakta; ARM mimarisinin tarihsel gelişimi, yaygın kullanım alanları ve sektörel önemi açıklanmaktadır. Harvard ve Von Neumann mimarileri karşılaştırılarak, sistem mimarisi bağlamında temel bir anlayış kazandırılmaktadır.

Gömülü Ders 2

Mimariler, Komutlar ve Donanım Temelleri

Bu derste, RISC ve CISC mimarilerinin karşılaştırması yapılmakta, ARM mimarisinin neden tercih edildiği açıklanmaktadır. MIPS, VLSI, komut yapıları ve veri yolları detaylandırılmaktadır. Dersin sonunda, kondansatörlerin devre kararlılığına etkisi ile USB-UART haberleşme prensiplerine değinilmektedir.

Gömülü Ders 3

ARM Mimarisi, Komutlar, Donanım ve Gerçek Zamanlı Sistemler

Gömülü Sistemler - ARM Ders 3

Üçüncü derste, sistem mimarilerinin temel kavramları sunulmakta; ARM’ın modern sistemlerdeki rolü ve avantajları değerlendirilmektedir. Komut yapıları, Thumb/ARM modları, veri yolları ve MIPS-VLSI gibi kavramlar teknik düzeyde açıklanmaktadır.

Ayrıca USB-UART haberleşmesi, voltaj regülasyonu ve clock tree yapıları gibi konularla birlikte gerçek zamanlı mikrodenetleyici seçim kriterlerine de yer verilmektedir.

Gömülü Ders 4

Bitfield, Register Mimarisi, CMSIS ve Güçlü Gömülü Donanım Kavramları

Gömülü Sistemler - Bitfield ve CMSIS

Bu derste, bitfield yapıları üzerinden bit manipülasyonunun donanımsal avantajları, register yapılarının detayları ve CMSIS standardının kullanımı ele alınmaktadır. FPU, güç modları ve MMIO gibi performansla ilişkili konular da kapsam dâhilindedir.

Gömülü Ders 5

Processor, Peripheral Yapıları, CMSIS, Boot Bellekler ve Reset Vektörü

Gömülü Sistemler - Donanım Mimari Detayları

Beşinci derste, işlemci çekirdeği (CPU), ARM çekirdeğine ait core peripherals ve üreticiye özel vendor peripherals arasındaki ayrımlar teknik olarak açıklanmakta; internal ve external çevre birimlerinin sistem üzerindeki rolleri değerlendirilmektedir.

System memory, alias yapısı, boot seçenekleri ve vector table gibi başlangıç aşamasıyla ilgili bileşenler detaylandırılmakta; FPU, stack pointer, link register ve Thumb mode gibi ileri düzey mimari yapıların uygulamadaki karşılıklarına odaklanılmaktadır.