LFD450 Embedded Linux Entwicklung

Ziele

In diesem Kurs lernen Sie die Techniken, die für Entwicklung von embedded Linux Geräten notwendig sind.

Dabei lernen Sie u.a.:

• Linux Kernel Architektur, mit Schwerpunkt auf den essentiellen Punkten für die Adaption des Kernels auf eine embedded Plattform.
• Techniken für die Bestimmtung der korrekten Größe des Systems für die Projektanforderungen
• Eine Vielzahl der zur Verfügung stehenden Ressourcen für die Erstellung einer Cross-Entwicklungsumgebung für Embedded-Systeme
• Die verfügbaren Optionen für die Bibliotheken und Application User-Spaces hinsichtlich der Anforderungen der Embedded-Systme

Die vermittelten Schulungsinhalte gelten für alle großen Linux-Distributionen.

Zielgruppe

• Erfahrene Entwickler
• Programmierer und Ingenieure

Voraussetzungen

• Vertrautheit mit Linux-Dienstprogrammen
• Kenntnisse in der C-Programmierung
• Erfahrung in der Linux- oder Unix-Entwicklung

Agenda

Einführung

• Linux-Distributionen
• Plattformen
• Ihr System vorbereiten
• Was sich durch Linux ändert
• Dokumentation und Links
• Anmeldung zum Kurs

Konzepte von Embedded und Echtzeit-Systeme

• Grundlegende Konzepte
• Sicherheitsgründe
• Off the Shelf (OTS)
• Embedded Caveats
• Echtzeit-Betriebssysteme
• Echtzeit-Linux
• Kundenspezifische Hardware-Unterstützung
• Ressourcen

Cross-Development Umgebung: Ziele und Bedürfnisse

• Einführung
• Warum ist es schwierig?
• Betrachtungen zum Projektziel

KBuild System

• Einführung
• Kbuild-Makefiles
• Kconfig-Grundlagen
• Kconfig durchsuchen

Cross-Development: Toolchain

• Compiler-Triplet
• Integrierter Linux-Distributions-Cross-Compiler
• Linaro
• CodeSourcery
• crosstool-ng
• Buildroot
• OpenEmbedded
• Yocto-Projekt
• Clang

Einrichtung eines Target Development Board mit uSD

• Verwendung virtueller Hardware
• Ein leichterer Weg zur Entwicklung
• Zielsetzungen der Labs

Boot Loader und U-Boot

• Stufen des Boot-Codes
• GPL Boot Loader
• Das U-Boot
• Die U-Boot Kommandozeile
• Die U-Boot Umgebung

Kernel Konfiguration, Kompilation und Booting

• Konfigurierung des Kernels für das Development Board

Gerätetreiber

• Gerätetypen
• Geräte-Knotenpunkte
• Treibermerkmale

Device Trees

• Was sind Device Trees?
• Was ein Device Tree tut und was er nicht tut
• Device-Tree-Syntax
• Durchlaufen eines Device Trees
• Device Tree Bindungen
• Device-Tree-Unterstützung in Bootloadern
• Verwendung von Device-Tree-Daten in Treibern
• Koexistenz und Konvertierung von alten Treibern

Target Filesystem Packaging

• Embedded-Dateisystem-Ziele
• Verzeichnisse: ein Überblick
• Embedded-Dateisystem-Typen

Erstellung eines Target Root Filesystem

Root Filesystem Auswahl

• SysV-Init vs. BusyBox-Init
• udev vs. BusyBox mdev
• Systemd
• Auswahl der C-Bibliothek

Konfiguration von uClibc

• Konfigurieren von uClibc für NFS

BusyBox Utility Suite

• Grundlagen der Funktionsweise
• Integration mit Buildroot

Kernel Überwachung und Debugging

• Verfolgung und Profilierung
• Ftrace, Trace-Cmd, Kernelshark
• Perf
• Perf verwenden
• sysctl
• SysRq-Schlüssel und oops-Meldungen
• Kernel-Debugger

Right-Sizing

• Eingebettete Komponenten, die oft benötigt werden
• Erfassung der Kernelgrößen

Speicher Technologie Devices

• Was sind MTD-Bausteine?
• NAND vs. NOR vs. eMMC
• Treiber- und Anwendermodule
• Flash-Dateisysteme

Komprimiertes Dateisystem

• SquashFS
• Bereitstellung in einer MTD-Partition

System Upgrades

• Ab wann ist ein Update erforderlich?
• Update Strategien
• Vorkonzipierte Upgrade-Systeme

Real-Time-Erweiterungen

• Vorhersehbarkeit und Voreinstellung und Sperren
• PREEMPT_RT-Projekt
• Real-Time Checkliste