Einführung in Embedded und Echtzeit: Das Yocto-Projekt im Überblick

Dieser viertägige Schulungskurs vermittelt anhand von praktischen Übungen in Verbindung mit theoretischem Unterricht einige grundlegende Konzepte von Embedded .
Die praktischen Übungen werden auf dem Host-Rechner mit einem Yocto Project® SDK sowie auf Zielhardware (z. B. i.mx8) durchgeführt. Der gesamte Workshop ist darauf ausgelegt, Sie schnell auf den neuesten Stand zu bringen. Die Konzepte und Befehle, die für den effektiven Einsatz von Embedded erforderlich sind, werden durch eine Kombination aus Theorie und praktischen Übungen vermittelt. Erfinden Sie das Rad nicht neu, sondern lernen Sie von einem erfahrenen Trainer und nehmen Sie das neu erworbene Wissen über Embedded sowie die Fähigkeit, es effektiv in Ihre eigenen Embedded-Entwicklungsprojekte zu integrieren, mit nach Hause.

• Grundlegende Vertrautheit mit der Verwendung eines Linux-Systems (z. B. Ubuntu) als Endbenutzer im Benutzerbereich
• Grundlegende Vertrautheit mit einer Befehlszeilen-Shell
• Vertrautheit mit eingebetteten C-Konzepten und Programmierung
• Fähigkeit zur Entwicklung von Software unter Verwendung der C-Syntax
• Grundkenntnisse über eingebettete Prozessoren und Entwicklungsboards
• …und keine Scheu, mehr darüber zu erfahren

Projektmanager, Software- und Hardwareentwickler, Systemingenieure, Techniker und Technikinteressierte versuchen, so schnell wie möglich zu verstehen, wie Embedded Linux funktioniert. Sie müssen Linux einsetzen oder haben die Möglichkeit zu entscheiden, ob dessen Einsatz sinnvoll ist oder nicht. Vielleicht nutzen Sie Embedded bereits, sind sich aber nicht ganz sicher, ob Sie alles richtig machen. Oder Sie verwenden derzeit ein anderes Betriebssystem und möchten herausfinden, ob Linux möglicherweise kostengünstiger wäre.

Tag 1

Einführung

• Geschichte von Unix/Linux | Lizenzvergabe | Normen | Unix-Philosophie

Embedded Besonderheiten

• Linux auf dem Desktop im Vergleich zu Linux in einem eingebetteten System | Cross-/Native Toolchains | Vorgefertigte Toolchains | Build-Systeme | C-Bibliotheken

Evaluation Board

• Wie startet Linux auf einem PC und auf dem Evaluierungsboard? | SD-Karten-Partitionen | Schau zu, wie es hochfährt.

Yocto Einführung

• Was ist Yocto? | Was ist das Yocto Project®? (Merkmale/Herausforderungen) | Einige Werkzeuge unter dem Dach des Yocto Project® (Poky | BitBake | OE-Core | Metadaten) | Warum sollten Sie das Yocto Project® verwenden?

Der Yocto Project® Arbeitsablauf

• Intro
• Arbeitsablauf | OE-Architektur
• Konfiguration (Benutzer | Metadaten (Rezepte) | Maschine (BSP) | Distribution/Policy)
• Eigenschaften | Versionierung von Rezepten | Layers
• Quellen
• Bauen (Quellenabruf | Patching | Konfigurieren/Kompilieren/Staging | SSTATE | Pseudo | recipetool | Beispiele von Rezepten | PACKAGECONFIG | Pakete und ihr Inhalt | Output-Analyse/Verpackung | Image Generation | SDK-Erzeugung) | Tasks

Tag 2

Was wird benötigt...

• Gastgeber
  • Toolkit
    • Das Yocto-Projekt® | Die Yocto Project® Build-Umgebung | Installieren Sie das Yocto Project® SDK
  • Vorbereitung der SD-Karte | Terminal-Emulation
    • screen | byobu | minicom
  • Server
    • DHCP | tftp | NFS
  • Root-Dateisysteme
• Zielsystem
  • git | u-boot
    • Skripting | schickes Zeug | checkout | Konfiguration | bauen | installieren
  • Kernel
    • checkout | Konfiguration: kconfig | Erstellen: kbuild | Kernel-Module | installieren
  • Flacher Gerätebaum (fdt)
    • Untersuchen wir den flachen Gerätebaum | bauen | installieren

Anpassungen (optional)

• Anpassungen: Das System hängt sich auf | Pseudo tty | getty | runlevel | statische IP
• Init: Sys-V | Verschiedene Optionen | systemd | bootgraph | bootchart

Tag 3

Kernel-Module

• init/exit | ⁣Lizenzierung⁣ | tainted Modul/Kernel | EXPORT_SYMBOL | out of tree .ko makefile
• module-init-tools
• Modul in den Kernel-Baum einbinden
• Parameterübergabe

Character Driver

• Gerätedateien | Gerätetypen | Geräteknoten Major/Minor | Kernel-Treiber-Schnittstelle
• Gerätetreiber: Intro | Anmeldung | Initialisierung | Öffnen/Freigeben
• Miscellaneous Character Drivers

Debugging im Userspace

• Einfache Werkzeuge | Erweiterte Tools | Was ist ein Debugger?
• gdb: gdb auf dem Zielsystem⁣ | gdb remote debugging

Kernel-Debugging (optional)

• kgdb/kdb + agent-proxy | JTAG

Tag 4

Profilierung/Verfolgung

• Profiling/Tracing-Werkzeuge: strace | system timers | gprof | gcov | ftrace/kernelshark | systemtap | perf | LTTng
• top und ähnliche Werkzeuge: top | latencytop | powertop | powerdebug
• crash: gdb auf Steroiden

Real-Time

• Voraussetzungen
  • interrupts | ablaufinvarianter Code
• Echtzeit-Intro
  • Was ist Real-Time? | Was ist harte Real-Time?
• Echtzeit-Linux
  • Hypervisor | Doppelter Kernel | Vollständig präemptiver Kernel
• Abgestuftes Echtzeitverhalten
  • explizit/implizit preemption points | Echtzeit-Preemption-Patch | vollständig präemptiver Kernel | Harte Echtzeit-Erweiterungen
• Dualer Kernel: Adeos/Xenomai
  • Adeos Patch | Xenomai | patch/config/build kernel | auf dem Zielsystem testen
• Echtzeit-Mythen

• „Einführung in Embedded und Echtzeittechnik, Überblick über das Yocto-Projekt (4 Tage)“
  • https://rlbl.me/entirety-de-pdf

• "Embedded Linux - Von der Systemarchitektur bis zur Echtzeit (5 Tage)"
  • https://rlbl.me/elisa-de-pdf
• "Auffrischung zu Embedded Linux & Einführung in das Yocto Projekt (5 Tage)"
  • https://rlbl.me/intely-r-de-pdf
• "Embedded Linux Kernel Interna und Gerätetreiber (5 Tage)"
  • https://rlbl.me/ldd-de-pdf
• "Das Yocto-Projekt - Ein gründlicher Überblick (4 Tage)"
  • https://rlbl.me/yocto-r-de-pdf
• "Einführung in Embedded Linux in Theorie und Praxis - ein Crashkurs (3 Tage)"
  • https://rlbl.me/elin-de-pdf
• "(Embedded) Linux-Fehlerbehebung (3 Tage)"
  • https://rlbl.me/lindeb-r-de-pdf
• "FreeRTOS in Theorie und Praxis (3 Tage)"
  • https://rlbl.me/freertos-r-de-pdf