Formation Linux Embarqué, Drivers et Temps Réel
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| 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.
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
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| Programme |
1èrejournée
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
2èmejournée
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…
3èmejournée
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
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3èmejournée (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
4èmejournée
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
5èmejournée
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
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| 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.
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| 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
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- sonde JTAG Abatron BDI2000
Supports de la formation Linux Embarqué, Drivers et Temps Réel :
- Classeur de cours
- CD-ROM sources des exercices
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| Modalités |
Sessions interentreprises :
- Tarif : 1 920 euros HT
- Durée : 5 jours
- Formateur : Chef de projet Bureau d’Etudes CénoSYS
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Sessions spéciales: Calendrier et tarifs, nous consulter
- Organisation de session en interentreprises sur demande
- Possibilité de session en intra-entreprise (adaptée sur mesure)
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