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Embedded-Linux-Architektur: Kernel-Treiberentwicklung

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Wie entwickle ich einen Kernel-Treiber? Auf was muss ich bei Embedded- und Echtzeit-Systemen achten?

Essentiell für die Entwicklung eines performanten Treibers ist ein grundlegendes Verständnis der Kernel-Architektur. Genau hier setzt das Training an.

Zuerst wird ein Überblick über den Kernel-Aufbau gegeben und dann die für Embedded-Systeme relevanten Teile aufeinander aufbauend detailliert beleuchtet.

Aus diesen Puzzleteilen ergibt sich eine Gesamtsicht auf das Betriebssystem, wie sie für eine professionelle Treiberentwicklung vonnöten ist.

In der Übungsaufgabe ist ein Grundgerüst für einen Kernel-Treiber gegeben; dieses wird sukzessive um die besprochenen Mechanismen erweitert.

Am Ende des Trainings haben Sie einen kompletten Treiber erstellt und sind in der Lage, in Ihrem Projekt Treiber zu entwickeln.

Software-Entwickler, Software-Architekten

Das Niveau dieses Trainings setzt die Kenntnisse voraus, wie sie im Training "Embedded Echtzeit-Linux" vermittelt werden.

Linux-Kernel Grundlagen

  • System-Schnittstelle, Privilegstufen
  • Virtuelles Filesystem, Adressräume
  • Gerätetreiber-Klassen (Character, Block, Net)
  • Kernel-Module

Character-Device-Treiber

  • Implementierung der Datei-Schnittstelle
  • Device Nodes
  • Udev-Dämon
  • Hardware-Zugriff; Register, IO-Memory, DMA
  • /proc- und /sys-Filesystem; Verwendung im Kernel-Treiber

Scheduling

  • Scheduling-Klassen
  • Prozesse und Threads, Kernel Threads
  • Wait Queue; unterbrechbares Warten

Interrupts

  • Interrupt Service Routine
  • Sekundärreaktionen (SoftIRQ, Tasklet, Kernel Timer)
  • High-Resolution-Timer (hrtimer)

Synchronisierungsmechanismen

  • Atomare Variablen
  • Preemption Sperre, Interrupt-Sperre
  • Ringspeicher, Kernel-FIFO
  • Semaphore, Mutex, RW-Semaphore
  • Completion
  • Spin Lock, RW-Lock, Sequence Lock
  • Diagnose von Lockingproblemen

Speicherverwaltung

  • Speicherschutz, Memory Management Unit (MMU)
  • Speichertypen, DMA, High Memory
  • Verwaltung physikalischen Speichers
  • SLAB-Allocator, Kernel-Malloc
  • Datenaustausch mit Userspace, Memory Mapping

Hardware

  • Alle Übungsaufgaben werden auf dem phyBOARD mit Arm Cortex®-A8 (AM-335x) unter Verwendung von frei zugänglichen Open-Source-Tools durchgeführt.
  • Dieses Übungsboard können die Teilnehmer zur weiteren Vertiefung des Gelernten behalten.

Im Preis enthalten:
Mittagessen, Getränke, Trainingsunterlagen und Ihr Teilnahmezertifikat


ALL INCLUSIVE!

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Offenes Training

Mit Durchführungsgarantie

TerminPreis *Dauer
20.01. – 23.01.20202.000,00 €4 Tage
20.04. – 23.04.20202.200,00 €4 Tage 
06.07. – 09.07.20202.200,00 €4 Tage 
26.10. – 29.10.20202.200,00 €4 Tage 
15.03. – 18.03.20212.200,00 €4 Tage 
Anmeldecode: LINUXE-AR
* Preis je Teilnehmer, in Euro zzgl. USt.


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Onsite-Training

In maßgeschneiderten Workshops kombinieren wir Ihre konkreten Projektaufgaben mit unserem Trainingsangebot. Dabei berücksichtigen wir Ihre Anforderungen bezüglich Inhalt, Zeit, Ort, Dauer, technischem Umfeld und Vermittlungsmethodik.

Für Ihre Anfrage oder weiterführende Informationen stehen wir Ihnen gern zur Verfügung.

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Coaching

Unsere Coaching-Angebote bieten den großen Vorteil, dass unsere Experten ihr Wissen und ihre Erfahrungen direkt in Ihren Lösungsprozess einbringen und damit unmittelbar zu Ihrem Projekterfolg beitragen.

Coaching: Embedded- und Echtzeit-Betriebssysteme, RTOS

Embedded-Linux-Architektur: Kernel-Treiberentwicklung

Inhalt

Linux-Kernel Grundlagen

  • System-Schnittstelle, Privilegstufen
  • Virtuelles Filesystem, Adressräume
  • Gerätetreiber-Klassen (Character, Block, Net)
  • Kernel-Module

Character-Device-Treiber

  • Implementierung der Datei-Schnittstelle
  • Device Nodes
  • Udev-Dämon
  • Hardware-Zugriff; Register, IO-Memory, DMA
  • /proc- und /sys-Filesystem; Verwendung im Kernel-Treiber

Scheduling

  • Scheduling-Klassen
  • Prozesse und Threads, Kernel Threads
  • Wait Queue; unterbrechbares Warten

Interrupts

  • Interrupt Service Routine
  • Sekundärreaktionen (SoftIRQ, Tasklet, Kernel Timer)
  • High-Resolution-Timer (hrtimer)

Synchronisierungsmechanismen

  • Atomare Variablen
  • Preemption Sperre, Interrupt-Sperre
  • Ringspeicher, Kernel-FIFO
  • Semaphore, Mutex, RW-Semaphore
  • Completion
  • Spin Lock, RW-Lock, Sequence Lock
  • Diagnose von Lockingproblemen

Speicherverwaltung

  • Speicherschutz, Memory Management Unit (MMU)
  • Speichertypen, DMA, High Memory
  • Verwaltung physikalischen Speichers
  • SLAB-Allocator, Kernel-Malloc
  • Datenaustausch mit Userspace, Memory Mapping

Hardware

  • Alle Übungsaufgaben werden auf dem phyBOARD mit Arm Cortex®-A8 (AM-335x) unter Verwendung von frei zugänglichen Open-Source-Tools durchgeführt.
  • Dieses Übungsboard können die Teilnehmer zur weiteren Vertiefung des Gelernten behalten.

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