Contenu
Ce stage de formation Linux embarqué aborde les concepts du portage d’un OS Linux sur cible embarquée par l’étude :
-des caractéristiques et architectures des systèmes Linux embarqué
-de la mise en œuvre d’une chaîne de développement croisé
-de la compilation d’un noyau et l'installation sur ROM/FLASH NAND et NOR
-de la préparation d’un BSP et d’un boot-loader Linux -pour l’embarqué
-des packages et de la configuration de l’installation sur différents types d’architectures matérielles x86 et ARM9
-de la mise au point et la validation de modules et de pilotes de périphériques linux
-des API et des extensions temps réel sous Linux embarqué
Objectifs
Ce stage permet aux développeurs, confrontés aux problèmes de portage d’un noyau Linux et des applications temps réel sur plate-forme linux embarqué, de pouvoir concevoir une distribution optimisée et des drivers linux sur mesure.
Programme
1ière Journée :
Distributions Linux Embarqué
- Définition des systèmes embarqués
- Projets existants: MontaVista, Bluecat linux, uCLinux, eldk, PeeWee Linux…
- Méthodes, outils et chaîne de développement croisé
Noyau Linux - Présentation
- Vue d'ensemble du système et rôle du noyau
- Historique, numérotation des versions
- Architectures matérielles supportées - Support -processeurs et File system
- Spécificités des noyaux 2.4 et 2.6
Noyau Linux – Configuration et Compilation pour l’Embarqué
- Structure des sources et modules du noyau
- Fichiers utilisés par les outils de configuration
- Configuration, optimisation et Compilation d'un noyau
- Compilation croisée - Méthodes, outils et chaîne
- de développement croisés,
Méthodes et outils de validation
- Outils GNU de mise au point et portage d’une chaîne de débogueur à distance : serveur gdb
- Mise au point par port série, par réseau, par sonde JTAG (Abatron BDM BDI2000)
- IDE Eclipse pour développeur linux embarqué : Eclipse C/C++
- Debuggeur Eclipse et pluggin Linuxscope JTAG Target Debuger pour sonde BDI 2000
Travaux pratiques
- Préparation d’une chaîne de développement croisé (compilateur et débuggeur embarqué) pour cible ARM 9
- Configuration et compilation d’un noyau 2.6 « patché » pour cible ARM 9
2ième Journée :
Services et configurations Linux embarqué
- Personnalisation du système : Script de démarrage et de configuration du système Linux embarqué
- Chargement des pilotes de périphériques
- Installation des services réseaux : Console série Inetd, Rsh, telnet, Nfs
Environnement utilisateur sous Linux embarqué
- Choix de librairies : LibC : glibC, uClibC, NewLibC
- Shell et utilitaire en console pour l’embarqué : Busybox
- Console série, gestion de sessions utilisateurs
- Connection réseau : remote shell rsh, telnet, …
- Portage et configuration d’environnements graphiques X: nanoX, XFree, QtE/QTopia, MicroWindows, ...
Travaux pratiques
- Outils de configuration ucLibC Buildroot pour cible ARM et validation du File System Linux complet sur émulateur QEMU
Processus Utilisateurs sous Linux embarqué
- Gestion de la mémoire virtuelle et application embarquée : page stack, overcommit memory
- Démons Unix, Socket et application réseau TCP/IP Client Serveur
3ième Journée :
Mise au point du Boot Loader et du kernel Linux sur système embarqué
- Préparation du boot loader U-BOOT, Setup de l’architecture et utilisation des commandes U-BOOT en console
- Paramétrage du chargeur de démarrage « bootloader »
- BSP et Init de Linux sur système embarqué : configuration du mapping E/S physique et mémoire RAM/FLASH de la cible
Travaux pratiques
- Utilisation de BSP Linux embarqué : application de patch au Kernel Linux officiel
- Mise en œuvre d’une configuration de boot loader U-BOOT sur plateforme ARM 9
- Débogage du boot loader et du noyau par sonde JTAG (Abatron BDM BDI2000) et GDB
3ième Journée (suite):
Portage d’une image système Linux embarqué
- Technologies MTD : Flash Chip NOR et NAND, Disk Flash: CompactFlash, DiskOnChip,...
- Systèmes de fichiers, outils de génération d’image de file system Linux CRAMFS, JFFS2 et initramfs en mémoire Flash
- Portage d’un Shell et d’outils d’administration (BusyBox …)
Travaux pratiques
- Mise en œuvre d’une configuration de boot loader U-BOOT sur plateforme ARM 9
- Installation d’un système bootable via réseau et montage nfs avec U-BOOT sur cible TI OMAPT ARM 926
Introduction au développement Kernel Mode sous Linux
- Introduction à la programmation en mode noyau
- Architecture d’un module linux simple
- Gestion de paramètres de modules, communication avec les systèmes de fichiers sysfs et le procfs
4ième Journée :
Introduction au développement de pilotes
- Pilotes de périphériques sous Linux et système de fichiers devfs
- Programmation de pilotes de périphériques simples : Structure de la File Operation
- API du noyau Linux et gestion mémoire en Kernel Mode
- Programmation de pilotes de périphériques Linux, Signaux et Timer en kernel mode
- Driver bloquant, gestion d’interruption sous Linux
- Cas particuliers des périphériques USB, SPI et SDIO sur système embarqué
- Intégration de codes sources personnels dans le système de configuration et de compilation du kernel Linux
- Création de patchs pour noyau Linux
Travaux pratiques
- Construction et compilation de pilotes de périphériques pour carte E/S PC104 Linux embarqué
- Débogage de modules et pilotes de périphériques linux par sonde JTAG (Abatron BDM BDI2000) et GDB
5ième Journée :
Introduction aux applications embarquées temps réel en mode utilisateur
- API POSIX temps réel souple: ordonnancement des processus et signaux UNIX et POSIX sous Linux
- Programmation multi-thread et extension API PThread , NPTL, …
- Résolution des Timers Linux et choix du Tick system pour l’embarqué
Extensions temps réel embarquées en mode noyau sous Linux
- Temps réel dur: Patches low-latency, préemptifs, temps réel RTAI/RTLinux
- Introduction à la programmation temps réel : Module RTAI, Tâche et ordonnanceur temps réel - Mécanisme de communication et synchronisation entre tâches temps réel RTAI
- Timer temps réel RTAI et gestion d’IT
- LTT, outils d’évaluation et de mise au point temps réel sous linux : Linux Trace Tools Kit
Interface temps réel dur et en mode Utilisateur
- FIFO temps réel RTAI entre module RTAI et processus Linux
- LXRT : mécanisme de communication et synchronisation entre tâches temps réel RTAI et Thread Linux
- Le framework Xenomai : API temps réel embarqué en mode noyau et utilisateur
- Xenomai et RTDM : modèle de driver temps réel
Travaux pratiques
- Programmation d’une tâche temps réel de traitement périodique RTAI à 10Khz
- Mise en œuvre de LTT et analyse de traces temps réel RTAI
Participants
Cette formation est particulièrement adaptée aux techniciens et ingénieurs, confrontés aux problèmes de portage de solutions linux sur systèmes embarqués, drivers et temps réel.
Matériel à disposition des participants
Les travaux pratiques de la formation Linux Embarqué, Drivers et Temps Réel sont réalisés sur :
- station de travail Redhat ou Fedora Core
- cibles ARM9 TI OMAP, et AXIS ETRAX 100
- cibles PC104 de type Acrosser Geode 300Mhz et Seco M570
- sonde JTAG Abatron BDI2000
Supports de la formation Linux Embarqué, Drivers et Temps Réel :
- Classeur de cours
- CD-ROM sources des exercices
Modalités
Sessions interentreprises :
Durée : 5 jours
Formateur : Chef de projet Bureau d’Etudes CénoSYS
Sessions spéciales
Organisation de session en inter-entreprises sur demande à partir de 4 personnes.
Possibilité de session en intra-entreprise (sur mesure).
Calendrier et tarifs, nous consulter
