LFD450: Embedded Linux Development

Einführung in Embedded Linux

• Rolle der Linux Foundation und Einordnung der LFD450 Schulung
• Lizenzrechtliche Grundlagen und Open Source Software
• Linux-Distributionen, Plattformen und typische Embedded-Einsatzszenarien
• Vorbereitung des Entwicklungssystems und erste Arbeitsschritte
• Dokumentation, Änderungsdynamik und relevante Informationsquellen im Linux-Umfeld

Arbeiten in Open-Source-Projekten

• Beitrag zu Open-Source-Projekten nach etablierten Projektregeln
• DCO und CLA als Grundlagen für Herkunft und Lizenzierung von Beiträgen
• Nähe zum Mainline-Code für Sicherheit, Qualität und Wartbarkeit
• Analyse der Projektstruktur, Maintainer-Prozesse und Arbeitsmethoden
• Inkrementelle Beiträge statt schwer wartbarer Code-Dumps

Embedded-Konzepte und Cross-Development

• Besonderheiten von Embedded-Systemen und Echtzeit-Anforderungen
• Aufbau und Zielsetzung von Cross-Development-Umgebungen
• Cross-Compiler, Toolchains und Entwicklungswerkzeuge
• Kbuild, Makefiles und Kconfig für Kernel-nahe Entwicklungsarbeit
• Arbeiten mit emulierten Zielplattformen in Praxis-Labs

QEMU, Bootloader und Boot-Prozesse

• QEMU zur Emulation unterschiedlicher Zielarchitekturen
• Praxisarbeit mit einer RISC-V-basierten emulierten Zielplattform
• Boot-Methoden über uSD, Ethernet und TFTP
• U-Boot als Bootloader für Embedded-Linux-Systeme
• Konfiguration und Analyse typischer Boot-Abläufe

Kernel, Gerätetreiber und Device Trees

• Linux-Kernel-Architektur mit Embedded-relevanten Schwerpunkten
• Gerätetypen und Grundlagen zur Erstellung von Zeichentreibern
• Device Trees zur Beschreibung von Hardware und Systemkonfiguration
• Zusammenspiel von Kernel, Treiber und Plattformbeschreibung
• Anpassung des Kernels an kundenspezifische Embedded-Plattformen

User Space, Bibliotheken und Root-Dateisysteme

• Aufbau von Root-Dateisystemen für Embedded-Linux-Systeme
• Buildroot zur Erstellung angepasster Embedded-Systeme
• Auswahl geeigneter C-Bibliotheken wie musl und uClibc
• Konfiguration von User-Space-Komponenten nach Projektvorgaben
• Komprimierte Dateisysteme wie SquashFS in MTD-Partitionen
• NFS-Szenarien für Entwicklung, Tests und Systembereitstellung

Kernel-Überwachung, Debugging und Analyse

• Kernel-Überwachung mit ftrace, perf und sysctl
• Fehleranalyse mit Kernel-Debuggern und debugfs
• Diagnose typischer Probleme in Embedded-Linux-Umgebungen
• Bewertung von Systemverhalten, Ressourcenbedarf und Stabilität

Echtzeit-Erweiterungen und System-Updates

• Echtzeit-Erweiterungen für Vorhersagbarkeit und Präemption
• Einordnung von Latenzen und Systemreaktionen in Embedded-Szenarien
• Strategien für Software-Updates auf Embedded-Geräten
• Planung wartbarer Upgrade- und Deployment-Prozesse

Für die Teilnahme werden solide Linux- und Programmierkenntnisse vorausgesetzt. Zur gezielten Vorbereitung eignet sich der Linux / UNIX Shellprogrammierung Grundkurs.

• Sicherer Umgang mit Linux-Dienstprogrammen und der Shell
• Erfahrung in der C-Programmierung
• Grundkenntnisse in Linux- oder Unix-Entwicklung
• Verständnis grundlegender Build-, Compiler- und Debugging-Abläufe

• Erfahrene Software-Entwicklerinnen und Software-Entwickler, die Embedded-Linux-Produkte von Grund auf entwickeln
• Embedded-Engineers, Firmware-Entwicklerinnen und Systemprogrammierer mit Linux- oder Unix-Erfahrung
• Ingenieurinnen und Ingenieure aus Elektronik, Medizintechnik, Automotive oder Industrieautomation mit Embedded-Linux-Projekten
• Technische Projektrollen, die Kernel-Anpassungen, Boot-Prozesse, Root-Dateisysteme und Device Trees bewerten oder umsetzen