Embedded LINUX | co to jest, kiedy i jak z niego korzystać / porady ekspertów

Embedded Linux. Czy to to samo co Linux?

co to jest Linux?

w poprzednich postach, zrobiliśmy już wprowadzenie do inżynierii systemów wbudowanych podając kilka przykładów, które są na rynku, a także wymieniając wszystkie możliwe funkcjonalności. Dzisiaj porozmawiamy o systemie operacyjnym par excellence używanym jako narzędzie programistyczne dla tego typu urządzeń: Linux.

Linux to nazwa nadana jądrowi i serii systemów operacyjnych Unix na licencji GNU GPL. Pod wieloma względami Linux jest podobny do innych systemów operacyjnych, takich jak Windows, macOS (dawniej OS X) lub iOS. Podobnie jak oni, Linux może mieć graficzny interfejs i te same typy oprogramowania komputerowego, do których jesteś przyzwyczajony, takie jak edytory tekstu, edytory zdjęć, edytory wideo itp.

ale Linux róşni siÄ ™ răłĺźnie na wiele waĺźnych sposobĂłw. Przede wszystkim i być może najważniejszą jego cechą jest oprogramowanie open-source. Kod używany do tworzenia Linuksa jest darmowy i Dostępny dla publiczności, aby przeglądać, edytować i – dla użytkowników posiadających wiedzę – przyczyniać się do niego.

inną istotną różnicą jest to, że Linux, chociaż podstawowe elementy systemu operacyjnego Linux są ogólnie powszechne, wiele dystrybucji Linuksa zawiera różne opcje oprogramowania. Oznacza to, że Linux jest niesamowicie konfigurowalny. Możemy zainstalować bardzo lekki system i dodać wszystko, co niezbędne później lub tak, jak tego potrzebujemy. Użytkownicy mogą również wybrać główne komponenty, takie jak system wyświetlający grafikę i inne komponenty interfejsu użytkownika.

prawdopodobnie używasz już Linuksa, nawet jeśli nie jesteś tego świadomy, ponieważ jest on obecny w oprogramowaniu dużej liczby urządzeń, z których korzystamy na co dzień. Nawet większość odwiedzanych przez nas stron internetowych prawdopodobnie została wygenerowana przez serwery linuksowe. Podobnie, większość firm i osób prywatnych wybiera Linuksa na swoje serwery, ponieważ jest bezpieczny, elastyczny i może otrzymać doskonałe wsparcie od dużej społeczności użytkowników.

Embedded Linux | co to jest? Gdzie go używać?

system wbudowany to zestaw sprzętu komputerowego i oprogramowania opartego na mikrokontrolerze lub mikroprocesorze, sterowany przez system operacyjny czasu rzeczywistego lub RTO, ograniczona pamięć, która może się różnić zarówno wielkością, jak i złożonością. Embedded Linux to rodzaj systemu operacyjnego/jądra Linuksa, który został zaprojektowany do instalacji i używania w urządzeniach lub systemach wbudowanych.

chociaż używa tego samego jądra, wbudowany Linux różni się znacznie od standardowego systemu operacyjnego. Przede wszystkim jest dostosowany do systemów wbudowanych, a zatem jest znacznie mniejszy, wymaga mniejszej mocy obliczeniowej i ma minimalne funkcje. Jądro Linuksa jest zmodyfikowane i zoptymalizowane jako wbudowana wersja Linuksa. Taka instancja Linuksa może uruchamiać tylko aplikacje stworzone specjalnie dla tego urządzenia.

wbudowany Linux jest elastyczny, tani, open-source i dostosowuje się do specyficznych mikroprocesorów. W porównaniu z zastrzeżonymi wbudowanymi systemami operacyjnymi, Linux umożliwia wielu dostawcom oprogramowania, oprogramowania i wsparcia; posiada stabilne jądro i umożliwia odczytywanie, modyfikowanie i redystrybucję kodu źródłowego. Pozwala również na wysoce modułowe podejście do budowy niestandardowego systemu, co prowadzi do większej elastyczności.

projekt Yocto wyróżnia się: jest to wspólny projekt open-source, który ułatwia programistom tworzenie własnych niestandardowych systemów Linux, niezależnie od architektury sprzętowej. To narzędzie jest powszechnie używane do tworzenia niestandardowych wbudowanych dystrybucji Linuksa.

Linx on embedded systems / Common applications

z tych powodów i dzięki swojej wszechstronności, embedded Linux stał się bardzo popularny wśród inżynierów systemów wbudowanych. Wiele urządzeń elektroniki użytkowej, takich jak telefony, inteligentne Tablety, cyfrowe urządzenia pamięci masowej, osobiste rejestratory wideo, kamery, urządzenia do noszenia i wiele innych zazwyczaj jest opracowywanych z Linuksem. Wykorzystuje się go w oprogramowaniu samochodowym i wielu innych przykładach, takich jak Sprzęt sieciowy, sterowanie maszynami, automatyka przemysłowa, sprzęt nawigacyjny, oprogramowanie do lotów kosmicznych i instrumenty medyczne w ogóle.

nawet Microsoft Windows ma komponenty Linuksa jako część podsystemu Windows dla Linuksa lub WSL. Ale być może najlepszym przykładem wbudowanego Linuksa jest Android, opracowany przez Google. Zobaczymy te ostatnie dwa przykłady bardziej szczegółowo w całym poście.

jak stworzyć wbudowanego Linuksa w systemie Windows

wprowadzenie wbudowanego Linuksa do organizacji może oznaczać wiele wyzwań do pokonania. Przewodniki są z pewnością przydatne do zdobywania doświadczenia w dobrym tempie, ale co ze środowiskiem programistycznym? Czy trzeba go całkowicie wymienić, aby wspierać rozwój Linuksa?

w wielu przypadkach tworzenie wbudowanych produktów Linuksowych odbywa się za pomocą samego hosta Linuksa. Wersja PC oferuje więcej preinstalowanych bibliotek i narzędzi niż wbudowane systemy Linux, dzięki czemu hosty programistyczne Linux są idealne do tworzenia wbudowanego kodu Linuksa. Ale co z inżynierami, którzy są nowi w tym systemie operacyjnym lub wolą używać systemu Windows jako hosta programistycznego?

do tej pory najbardziej rozpowszechnionym rozwiązaniem było używanie środowisk wirtualnych, takich jak VirtualBox lub VMware Player. W ten sposób użytkownik może kontynuować pracę z systemem Windows jako głównym systemem operacyjnym, a zatem kontynuować przeglądanie w już znanym środowisku i używać maszyny Wirtualnej z Ubuntu lub innymi dystrybucjami Linuksa do rozwoju wbudowanych produktów opartych na Linuksie.

ponadto istnieją inne opcje tworzenia osadzonego kodu Linuksa. Container technology cieszy się ostatnio dużym zainteresowaniem, oferując kolejną alternatywę dla uruchomienia dystrybucji Linuksa w systemie operacyjnym Windows.

Co To jest Podsystem Windows dla Linuksa (WSL)?

Źródło: Microsoft Docs

z drugiej strony Microsoft zrobił również krok naprzód we wspieraniu środowiska programistycznego Linuksa w swoim systemie operacyjnym dzięki wprowadzeniu podsystemu Windows dla Linuksa (WSL), który został włączony do wersji Windows 10.

WSL zapewnia interfejs jądra zgodny z Linuksem opracowany przez Microsoft, który może następnie uruchomić przestrzeń użytkownika GNU na nim. W ten sposób Narzędzia programistyczne Linuksa można łatwo zainstalować w natywnym środowisku Linux opartym na WSL.

co to oznacza dla programistów? Oznacza to, że ci, którzy wolą rozwijać się pod hostem systemu operacyjnego Windows, mogą pozostać w znanym środowisku programistycznym Windows i po prostu włączyć środowisko programistyczne Linuksa na tym samym hoście.

dzięki temu w samym systemie Windows pojawiły się zintegrowane narzędzia programowe, takie jak Timesys IDE TimeStorm. Ten oparty na Eclipse program zapewnia użytkownikom systemu operacyjnego Windows 10 znane środowisko, dzięki czemu łatwo rozwijać wbudowane produkty Linux w środowisku Windows. Ta funkcja sprawia, że jest to idealne rozwiązanie dla programistów, którzy chcą przenieść się do rozwoju mikroprocesorowych urządzeń Linux, ponieważ oprócz języków wspierających, takich jak C/C++ / Python, używa tego samego Yocto SDK w systemach operacyjnych Linux i Windows.

Embedded Linux i Android / jak to działa?

System Operacyjny Android jest rodzajem wbudowanego Linuksa, dostosowanego do użytku na smartfonach. Zasadniczo Android uruchamia ten sam typ jądra Linuksa, co systemy wbudowane i udostępnia te same sterowniki, zarządzanie pamięcią i funkcje sieciowe. Ale zawiera również pewne modyfikacje jądra, które sprawiają, że idealnie nadaje się do systemów mobilnych. Ponadto jest załadowany dodatkowymi funkcjami zaczerpniętymi z innych projektów open-source.

Google zbudował Androida jako mobilny system operacyjny, który pochodzi z jego ekosystemu, oddzielony od klasycznego Linuksa. Jego interfejs użytkownika zostaje zoptymalizowany pod kątem urządzeń z Ekranem dotykowym. Ponadto jest wyposażony w zestaw interfejsów API, które umożliwiają bardziej znormalizowane środowisko tworzenia aplikacji. Podobnie Urządzenia z systemem Android mogą dodatkowo korzystać z szeregu usług Google, takich jak Google Maps, Fit, Cast lub Awareness, między innymi.

niektórzy mogliby pomyśleć, że Android staje się realnym zamiennikiem wbudowanego Linuksa, ponieważ standaryzuje tworzenie oprogramowania dla urządzeń takich jak telefony, tablety lub telewizory. Mimo to, Android może zyskiwać na popularności, ale wciąż ma przed sobą długą drogę, zanim przyzwyczai się do tego samego stopnia, co wbudowany Linux i – jeszcze mniej prawdopodobne – go zastąpić. „Klasyczne” odmiany wbudowanego Linuksa niewątpliwie dominują jako system operacyjny z wyboru dla programistów systemów wbudowanych.

w przypadku większości wbudowanych urządzeń z Linuksem, które są na przykład zintegrowane z maszynami przemysłowymi i które wykorzystują niskie zużycie energii, te funkcje przyjazne dla urządzeń mobilnych są zwykle dodatkową ilością, którą programista może potrzebować wyeliminować. Dlatego Android ma największy sens w urządzeniu, które wykorzystuje swoje mocne strony pod względem interfejsu użytkownika i mediów.

jakie są zalety korzystania z wbudowanego Linuksa?

jak już widzieliśmy, embedded Linux jest kompaktową wersją Linuksa, która oferuje funkcje i usługi zgodne z wymaganiami dotyczącymi działania i aplikacji systemu wbudowanego. Podobnie jak Linux, jego głównymi zaletami w stosunku do innych zintegrowanych systemów operacyjnych są – między innymi – wykorzystanie open source, a tym samym niskie koszty, istnienie wielu programów, dostawców rozwoju i wsparcia oraz otwartość w zakresie praw autorskich lub Licencji oraz stabilne i solidne jądro. Ponadto możliwość czytania, modyfikowania i redystrybucji kodu źródłowego w połączeniu z wysoce modułowym podejściem do tworzenia niestandardowego systemu wbudowanego. Zapewnia to większą elastyczność w zakresie możliwości projektowych.

• otwarty kod źródłowy.

• niska cena.

• wielu dostawców oprogramowania, rozwoju i pomocy technicznej.

• wysoce konfigurowalny.

• większa elastyczność.

możliwe wady wbudowanego Linuksa

wśród możliwych wad wbudowanego Linuksa warto zwrócić uwagę na jego złożoność. Dzięki temu, że jest open-source i posiada wiele rozwiązań, embedded Linux jest bogatszy w funkcje niż inne wbudowane Środowiska programistyczne. Ogromna baza kodu Linuksa (zarówno w systemie, jak i w społeczności) powoduje niemal nieskończoną złożoność.

ponadto, należy wziąć pod uwagę, że przy opracowywaniu rozwiązań dostosowanych do platformy do wykorzystania, każda modyfikacja sprzętu może bezpośrednio wpływać na oprogramowanie, co znajduje odzwierciedlenie w sytuacjach wymiany produktu lub nawet aktualizacji samego oprogramowania. Z drugiej strony, pamiętaj, że korzystanie z wbudowanego Linuksa oznacza konieczność posiadania stosunkowo dużej przestrzeni pamięci w porównaniu z innymi środowiskami. Dotyczy to głównie urządzeń z ograniczonymi zasobami.

suma tych wszystkich aspektów może prowadzić do zwiększenia pieniędzy i czasu na opracowywanie nowych implementacji. Z tego powodu niezwykle ważne jest, aby zawsze polegać na ekspertach, którzy mogą zoptymalizować proces w jak największym stopniu.

• posiadanie funkcji reacher może prowadzić do większej złożoności.

• modyfikowanie sprzętu może mieć wpływ na oprogramowanie.

• potrzeba większej przestrzeni pamięci.

Embedded Linux: znajdź programistów oprogramowania wbudowanego

więc, biorąc to wszystko pod uwagę, szukasz ekspertów programistów C / C++ do tworzenia oprogramowania i systemów wbudowanych na Linuksie? Właśnie je znalazłeś.

SPRAWDŹ NASZE ROZWIĄZANIA DLA OPROGRAMOWANIA WBUDOWANEGO