Stromsparende ARM-basierende Embedded-Linux-Systeme für mobile Anwendungen
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Stromsparende ARM-basierende Embedded-Linux-Systeme
für mobile Anwendungen
Linux hat sich als Standardbetriebs- Lösung zu erhalten, ist eine genaue
system für Embedded-Geräte etabliert. Kenntnis sowohl der Hardware, als auch
der Anwendung notwendig.
Embedded Linux ist aber kein festes
Produkt oder Projekt, sondern bedeutet Unsere Embedded-Linux-Spezialisten
eine Vielfalt von Lösungen, die mehr oder sind aufgrund jahrelanger Erfahrung in
weniger stark von dem abweichen, was der Lage, ein Komplettsystem, das auf
auf Linux-Servern und -Desktops läuft. die Kundenbedürfnisse zugeschnitten
Um eine optimierte und auf die Kunden wird, inklusive passender CE-konformer
bedürfnisse hin getrimmte Embedded- Gehäusebauformen zu entwickeln.
1 Einleitung
Durch die inzwischen sehr häufig ein- nity für das eigene Gerät letztlich selbst
gesetzten Embedded-Linux-Plattfor- durchgeführt werden.
men, wie in Routern, Set-Top-Boxen, etc.
und der sehr breiten Unterstützung von Um die Stabilität der resultierenden
Prozessoren – diese reichen von x86 über System Images zu gewährleisten, wer-
ARM bis hin zu MIPS – wurden die Hard- den auf Open Embedded basierende
ware-Varianten nahezu unüberschaubar Distributionen wie Angström ver-
groß. wendet, da die Packages, die in einer
solchen Distribution verwendet werden,
Mit dem Open-Embedded-Projekt wer- aufeinander abgestimmt werden.
den viele dieser Varianten mit dem dafür
passenden Linux-System versorgt. Für Der gesamte Prozess – vom Hardware-
die gewählte Zielplattform wird ein Repo- design über die Erstellung des Embedded
sitory geklont, welches im ersten Build Linux und die Integration notwendiger
die benötigten Cross Compiler und Pakete Libraries bis hin zur Bereitstellung von
erstellt. Mit Bitbake wird die komplexe SDK-Komponenten – kann von uns genau
Hierarchie aller sogenannten Rezepte für auf die Kundenbedürfnisse zugeschnit-
die Erstellung von Compiler, Kernel und ten und umgesetzt werden.
Userspace-Paketen erstellt und verwaltet.
Die Stabilisierung des aktuellen Entwick- Wir können auf jeder Ebene des Systems
lungsstandes muss aufgrund der sehr Anpassungen und Eigenentwicklungen
aktiven Update-Prozesse der Commu- vornehmen; also eigene Kernel-Module
Seite 1erstellen, eigene Libraries oder SDK-Kom- Abstrahierung mit Embedded Java oder
ponenten entwickeln, die zB. verschiedene Python kann für die Anwendungspro-
Client-/Server-Übertragungsprotokolle grammierung durchgeführt werden und
zur Verfügung stellen. Auch eine weitere unseren Kunden die Arbeit erleichtern.
2 Grundlagen zu Embedded Linux Systemen
2.1 Linux als Embedded System OS
Der Kernel eines Betriebssystems ist das die sequenzielle Abarbeitung des User-
zentrale Nervensystem eines Rechners. space-Codes optimieren, wodurch die
Es wird durch Bootloader wie U-Boot in Boot-Zeit in Einzelfällen auf weniger als
den Speicher geladen und initialisiert das zehn Sekunden reduziert werden konnte.
Kernsystem.
Auch der Kernel selbst wird bei Embedded-
Im Vergleich zu einem BIOS ist der Boot- Systemen genau den Bedürfnissen
loader exakt an die Bedürfnisse des der Applikation angepasst. Nur die
Systems anpassbar, wodurch sehr benötigten Software-Komponenten sind
schnelle Boot-Zeiten ermöglicht wer- inkludiert und es werden nur jene Hard-
den. Falls die Boot-Zeit eine besonders ware-Komponenten initialisiert, die für
kritische Rolle spielt, können wir auch die Grundfunktionen benötigt werden.
Netzwerk- Steuerungs- Internet- Visualisierungs- Medien-
Dienste Routinen Dienste Dienste Verwaltung
Middleware-
Connection CAN Webkit Qt gstreamer
Layer
Management
libpv JSON-D-Bus Camera
IP Autoconfig Bridge
Codecs
Audio
System-
Einstellungen Bibliotheken Bus-Nachrichten
Layer
gconf glib, libudev, ... D-Bus
Glibc - POSIX
Layer
OS-
Driver Driver Driver Linux-Kernel Driver Driver Driver
Abb. 1: Darstellung des Embedded Linux Software Stacks
Seite 22.2 Systeme bauen nach Kundenbedürfnissen
Für unterschiedlichen Bedürfnisse unse- Dadurch sind wir in der Lage, sehr
rer Kunden, hinsichtlich Leistungsfä- schnell Lösungen zu entwickeln, die ent-
higkeit, Schnittstellen und anwendungs- weder mit einem leistungsfähigeren Pro-
optimiertes Embedded Linux wurde zessormodul ausgestattet werden oder
von uns ein Konzept entwickelt, das ein spezielle Erweiterungen auf dem Mother-
Prozessormodul und ein Motherboard board (meist über Steckverbinder)
mit Daughterboards einsetzt. erhalten.
3 Projektmanagement für Customized-Embedded-Linux-Syteme
3.1 Pflichtenheft
Das Pflichtenheft umfasst je nach
Projekt – von der genauen Definition
der Hardware-Anforderungen über Soft-
ware-Anforderungen und genauem
Projektplan bis hin zu einer Abnahme-
Checkliste – eine umfassende Dokumen-
tation der Kundenwünsche.
Dies ist die Basis für die Projektofferte
und eine genaue Ressourcenplanung mit
Fertigstellungstermin.
Wie in Abb.2 dargestellt, legen wir schon
zu Beginn eines Projektes auf normge-
rechte Dokumentation und Projektma-
nagement wert, um unseren Kunden eine
verlässliche Aussage über geplante Mei-
lensteine geben zu können.
Abb. 2: Ausschnitt Projektplan
3.2 Dokumentation
Die Dokumentation umfasst alle Teile Anwendungssoftware-Dokumentation.
entsprechend der beauftragten Ent- Dies gewährleistet für unsere Kunden,
wicklung und beginnt bei der Hard- wahlweise selbständig an der Entwick-
ware-Dokumentation, der Embedded- lung auf allen Ebenen weiterarbeiten zu
Linux-OS-Dokumentation bis hin zur können.
Seite 3Abb. 3: Beispiel Anwendersoftware Doku
Wie in Abb.3 angedeutet, wird in unse- Code-Basis bei unseren Kunden sicher-
ren Dokumentationen normgerecht gestellt. Dafür stellen wir abhängig vom
und übersichtlich (UML-Diagramme, Projekt umfangreiche Dokumentatio-
Sequenzdiagramme, Strukturen, Spezifi- nen und Sourcecode-Repositories zur
kationen, etc.) die Weiterverwendung der Verfügung.
4 Das Unternehmen c.c.com
c.c.com ist ein Unternehmen, das sich Wir haben seit unserer Gründung 1998
auf den Bereich der technischen Soft- europaweit viele erfolgreiche Projekte
wareentwicklung spezialisiert hat. Haupt- realisiert. Dabei waren die Aufgaben-
geschäftsfeld ist die Entwicklung und gebiete sehr breit gestreut: Echtzeitsys-
Qualitätssicherung anspruchsvoller und teme, verteilte Anwendungen, Embedded
hochwertiger Software-Komponenten. Systems, komplexe Visualisierungs- und
Seite 4Steuersoftware, 3D-Simulationen und Firmenname c.c.com Andersen & Moser GmbH
auch „klassische“ Großprojekte in ver-
Anschrift Technologiecenter Grambach
schiedenen IT-Umgebungen. Teslastraße 4
A - 8074 Grambach
Jedes Projekt ist einzigartig sowohl in sei-
Telefon +43 316 40 95 90 - 0
nem Ablauf als auch in seinem Ergebnis.
Erfahrungsgemäß führt ein allzu starres Fax +43 316 40 95 90 - 20
Festhalten an einem Schema selten zum
E-Mail office@cccom.at
Erfolg. Dementsprechend flexibel werden
Planung und Durchführung gehalten. So Web http://www.cccom.at
individuell die Anforderungen sind, so
Gesellschafter Ing. Burkhard Moser
individuell gestaltet sich auch die Lösung.
Strategische Partnerschaften mit anderen Geschäftsfelder Softwareentwicklung
Hi-Tech-Unternehmen, Fachhochschulen Hardwareentwicklung
Verkehrstelematik
und Universitäten sichern c.c.com und Forschung
Kunden kontinuierlichen Know-How-
Zuwachs und somit ein breites Spektrum Mitarbeiter 25
an Lösungen.
5 Literatur
5.1 Online-Quellen
[1] http://www.taskit.de/produkte/stamp9g20/index.htm
[2] http://www.openembedded.org/index.php/Main_Page
[3] http://www.angstrom-distribution.org/
6 Autoren
DI Johannes Weinzerl Mircea-Cristian Racasan
c.c.com GmbH c.c.com GmbH
Tel. +43 316 40 95 90 - 13 Tel. +43 316 40 95 90 - 15
E Mail: jweinzerl@cccom.at E Mail: mracasan@cccom.at
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