sistemas embarcados com linux diego f. nascimento diego.fnascimento@gmail.com
Post on 17-Apr-2015
106 Views
Preview:
TRANSCRIPT
Sistemas Embarcados com Linux
Diego F. Nascimentodiego.fnascimento@gmail.com
Tópicos
• Introdução aos Sistemas Embarcados• O que são?• Arquitetura Básica• Processadores mais Utilizados• Sistemas Operacionais Disponíveis.
• Desenvolvimento para Sistemas Embarcados• Conceitos Básicos
• Plataforma Alvo (target) e Plataforma de Desenvolvimento (host)• Tipos de Configuração Host-Target• Cross-Compiling
• Linux como Ambiente de Desenvolvimento• Modelo de Desenvolvimento em Linux• Ferramentas Disponíveis (GNU Build Tools)
• O Linux na Plataforma Alvo (Embarcado)• O Kernel Linux• Sistema de Arquivos• Bootloader
Objetivo
• O objetivo deste mini curso é apresentar alguns conceitos básicos sobre desenvolvimento para sistemas embarcados utilizando sistema operacional Linux.
Apresentação do Instrutor
Introdução aos Sistemas Embarcados
O que são Sistemas Embarcados?
• São Sistemas computacionais projetados para executar tarefas pré-definidas
Introdução aos Sistemas Embarcados
Características
• Interfaces Restritivas.• Pouca memória principal• Baixa capacidade de processamento• Baixo consumo de energia• Alguns devem executar suas tarefas em
tempo real• Geralmente são produzidos em larga escala
Introdução aos Sistemas Embarcados
Exemplo de Sistemas Embarcados mais Comuns
• PDAs • SmartPhones• Celulares• MP3 Players• Video Games• Impressoras• Câmeras• GPS
Introdução aos Sistemas Embarcados
• Aviônicos •Sistema de Navegação•Sistemas de Monitoramento de Pacientes• Sistemas de Injeção Eletrônica
Exemplo de Sistemas Embarcados de Tempo Real
Introdução aos Sistemas Embarcados
• Processador• Memória Principal• Memória Flash/EEPROM/ROM• Periféricos (Sensores, Atuadores, Interface Serial, USB, etc)• Interface para Gravação • Interface de Usuário (Opcional)
Arquitetura Básica
Introdução aos Sistemas Embarcados
• PowerPC (Freescale)
• ARM (Cirrus)
• MIPS (MIPS Technologies)
• SuperH - Hitachi
• X86 - Intel
Processadores mais Utilizados
Introdução aos Sistemas Embarcados
• Embedded Linux • RTLinux• Windows Mobile• Windows CE• Windows XP Embedded• Palm OS• FreeRTOS• Symbian• LynxOS
Sistemas Operacionais Disponíveis
Desenvolvimento para Sistemas Embarcados
Desenvolvimento – Conceitos Básicos
• Devido as limitações das plataformas embarcadas é necessário uma plataforma mais robusta para o desenvolvimento das aplicações.
• Esta plataforma é chamada de plataforma de desenvolvimento ou simplesmente Host
• Já as plataformas onde as aplicações serão executadas são chamadas de Plataforma Alvo ou simplesmente Target
Introdução
Desenvolvimento – Conceitos Básicos
• Geralmente são computadores de propósito geral (Computadores Pessoais)• Possuem grande capacidade de armazenamento• Possuem grande quantidade de processamento• Disponibiliza interfaces mais adequadas para o desenvolvedor.• Éonde são executadas as ferramentas necessárias para o desenvolvimento de aplicações.
Plataforma de Desenvolvimento - Host
Desenvolvimento – Conceitos Básicos
• Produto propriamente dito.• Plataforma onde as aplicações serão executadas• Suas características foram citadas anteriormente• Geralmente são utilizadas plataformas de referência para o desenvolvimento até chegar ao produto final.
Plataforma Alvo - Target
Desenvolvimento – Conceitos Básicos
• É necessário uma interface entre a plataforma host e a plataforma target
• Atualmente existem 3 configurações para estas interfaces que são mais comuns:
• Linked Setup• Removable Storage Setup• Standalone Setup
Tipos de Configuração Host/Target
Desenvolvimento – Conceitos Básicos
• Configuração mais utilizada atualmente• Host é conectado ao Target através de um cabo.• Geralmente utiliza interface RS-232, USB ou Ethernet para comunicação com o target.• Possibilita depuração de código “remotamente”• Atualmente, é utilizado este tipo de configuração para a gravação e depuração de software na plataforma alvo com o auxílio de JTAGs.
Tipos de Configuração Host/Target – Linked Setup
Desenvolvimento – Conceitos Básicos
Esquema Linked Setup
Desenvolvimento – Conceitos Básicos
• Utiliza dispositivos removíveis para cópia da aplicação desenvolvida para a plataforma alvo.• Antigamente eram utilizadas placas de gravação contendo sockets para a memória a qual era utilizada na plataforma alvo.• Modelo quase obsoleto, pois este não permite a depuração da aplicação de forma eficaz
Tipos de Configuração Host/Target – Removable Storage Setup
Desenvolvimento – Conceitos Básicos
Esquema Removable Storage Setup
Desenvolvimento – Conceitos Básicos
• São utilizados em plataforma alvo bem mais robustas.• As ferramentas de desenvolvimento são executadas na plataforma alvo.• A plataforma de desenvolvimento é utilizada apenas para acessar a plataforma alvo.• Devido a evolução das plataformas embarcadas, este modelo já vem sendo utilizado.
Tipos de Configuração Host/Target – Standalone Setup
Desenvolvimento – Conceitos Básicos
Esquema Standalone Setup
Desenvolvimento – Conceitos Básicos
• É a construção de uma aplicação para um plataforma distinta da qual está sendo construída.• O Compilador, é executado na plataforma de desenvolvimento, porém gera um binário para outra plataforma: A plataforma Alvo.• Um binário compilado para uma plataforma, só pode ser executado nesta, pois as instruções geradas são específicas para cada arquitetura de processador.
Cross-Compiling
Desenvolvimento – O Linux
• Sistema Operacional Robusto• Desenvolvido por Linus Torvalds.• Baseado no antigo Minix (Derivado do Unix).• Possui seu código fonte aberto.• Licença GPL – (utilizar, modificar, estudar, distribuir)• Bastante visado pelas empresas devido ao baixo custo.
O que é o Linux?
Desenvolvimento – O Linux como Host
• A grande maioria das ferramentas são utilizadas através de linhas de comando.• Alguns IDEs também são utilizados.• São utilizadas linguagens auxiliares como shellscript, perl e python para auxiliar no processo de desenvolvimento.• GNU Build Tools é o conjunto de ferramentas que é mais utilizado entre os desenvolvedores Linux.
Modelo de Desenvolvimento Linux
Desenvolvimento – O Linux como Host
• É um conjunto de ferramentas (softwares) utilizadas para facilitar o processo de compilação e construção de aplicações• É composta pelos seguintes softwares:
• autoconf – gera scripts para auxiliar na construção de Makefiles• automake – auxilia na geração de makefiles portáveis• libtool – conjunto de ferramentas para geração de biliotecas estáticas e dinâmicas.
GNU Build Tools
Desenvolvimento – O Linux como Target
• É exatamente o mesmo linux utilizado em computadores pessoais.• Todos os recursos que não são utilizados na plataforma embarcada são descartados.• Algumas aplicações essenciais para execução do sistema são customizadas.• Alguns drivers de dispositivos precisam ser desenvolvidos.
Características
Desenvolvimento – O Linux como Target
• Bootloader• Kernel• Sistema de Arquivos
Estrutura de um Sistema Embarcado com Linux
Desenvolvimento – O Linux
Exemplo de Sistemas Embarcados que Utilizam Linux
Desenvolvimento – O Linux
Exemplo de Sistemas Embarcados que Utilizam Linux
Desenvolvimento – O Linux
Exemplo de Sistemas Embarcados que Utilizam Linux
Desenvolvimento – O Linux
Exemplo de Sistemas Embarcados que Utilizam Linux
Desenvolvimento – O Linux
Exemplo de Sistemas Embarcados que Utilizam Linux
Conclusões
• A importância do..
Referências
• http://www.uclinux.org• http://www.embeddedarm.com
Perguntas e Dúvidas
top related