Curso de Linux embebido

Lección 1 • Fundamentos de la Línea de Comandos de Linux

Cubre navegación en el shell, gestión de archivos y comandos de control de procesos. Estas competencias son prerrequisitos para todo el trabajo práctico de laboratorio en el curso.

Lección 2 • Núcleo del Sistema Operativo Linux y Arquitectura del SO

Explica el rol del núcleo del sistema operativo de Linux, su diseño monolítico y la separación entre espacio de usuario y espacio del núcleo. Proporciona contexto para el trabajo posterior de configuración del núcleo.

Lección 3 • Conceptos Centrales de Sistemas Embebidos

Define los sistemas embebidos, sus restricciones y cómo se diferencian de los computadores de propósito general. Establece el vocabulario utilizado a lo largo del curso.

Lección 1 • Validación y Depuración del Toolchain

Verifica la corrección del toolchain usando binarios de prueba e inspección con readelf. Previene errores comunes de configuración antes de las construcciones del núcleo y del sistema de archivos raíz.

Lección 2 • Arquitectura y Componentes del Toolchain

Identifica binutils, compilador, librería de C y depurador como componentes del toolchain. Explica las relaciones host-objetivo centrales para la compilación cruzada.

Lección 3 • Compilación Cruzada de Aplicaciones

Demuestra la compilación de programas en C y C++ para un objetivo usando el toolchain cruzado. Introduce patrones de compilación cruzada con Makefile y CMake.

Lección 1 • Procedimientos de Escritura de Imagen y Recuperación

Cubre la escritura de imágenes de bootloader en almacenamiento NAND, NOR y eMMC. Incluye estrategias de recuperación cuando una placa no logra arrancar.

Lección 2 • Configurando y Construyendo U-Boot

Recorre la selección de un defconfig, la personalización de ajustes y la compilación cruzada de U-Boot. Produce un binario de bootloader listo para escribir en el objetivo.

Lección 3 • Shell de U-Boot y Scripts de Arranque

Usa el shell interactivo de U-Boot para cargar imágenes y establecer argumentos de arranque. Automatiza el arranque con scripts almacenados en el entorno o en medios de almacenamiento.

Lección 4 • Secuencia de Arranque Embebida

Traza la secuencia de encendido desde el código ROM, pasando por el bootloader, hasta el núcleo. Establece el modelo de arranque en capas referenciado en todo el trabajo posterior relacionado con el arranque.

Lección 1 • Código Fuente del Núcleo y Gestión de Versiones

Presenta los lanzamientos de kernel.org, ramas estables y núcleos de proveedores. Guía la clonación y navegación efectiva del árbol de fuentes del núcleo.

Lección 2 • Sistema de Construcción del Núcleo y Salidas

Explica el sistema Kbuild, las opciones de compilación cruzada y los artefactos de salida. Los estudiantes construyen zImage, Image y blobs de device tree para su objetivo.

Lección 3 • Configuración del Núcleo con Kconfig

Utiliza menuconfig y archivos defconfig para habilitar los controladores y subsistemas requeridos. Enseña la reducción sistemática del tamaño del núcleo para objetivos embebidos.

Lección 4 • Módulos del Núcleo y Carga Dinámica

Cubre la construcción de módulos fuera del árbol y dentro del árbol, insmod, modprobe y depmod. Permite la carga de controladores en tiempo de ejecución sin reconstruir todo el núcleo.

Lección 1 • Construyendo un Sistema de Archivos Raíz Mínimo con BusyBox

Configura y compila de forma cruzada BusyBox para proporcionar utilidades centrales en un solo binario. Produce un esqueleto de sistema de archivos raíz autocontenido para la placa objetivo.

Lección 2 • Gestión de Librerías y Dependencias

Identifica dependencias de librerías compartidas y las copia al área de preparación del sistema de archivos raíz. Previene errores en tiempo de ejecución por falta de librerías en el objetivo.

Lección 3 • Sistemas de Inicio y Arranque del Sistema

Compara BusyBox init, SysVinit y systemd para casos de uso embebido. Configura inittab y scripts rcS para lanzar servicios en el arranque.

Lección 4 • Estructura y Estándares del Sistema de Archivos Raíz

Explica el Estándar de Jerarquía del Sistema de Archivos y los directorios obligatorios para el arranque de Linux. Proporciona el plano estructural para todos los ejercicios de construcción del sistema de archivos raíz.

Lección 1 • Arquitectura y Flujo de Trabajo de Buildroot

Presenta el flujo de trabajo impulsado por menuconfig de Buildroot para generar toolchain, núcleo y sistema de archivos raíz. Demuestra la creación rápida de prototipos para proyectos con recursos limitados.

Lección 2 • Conceptos Centrales del Proyecto Yocto

Explica capas, recetas, BitBake y la arquitectura del sistema de construcción OpenEmbedded. Establece el modelo mental requerido para todo el trabajo de personalización de Yocto.

Lección 3 • Creando y Personalizando Capas de Yocto

Crea una capa personalizada, escribe una receta y la añade a una imagen Yocto. Demuestra el patrón de extensibilidad utilizado en proyectos Yocto de producción.

Lección 4 • Personalizando Paquetes de Buildroot

Crea recetas de paquetes personalizados y superposiciones para añadir software propietario a la imagen. Extiende Buildroot más allá de su conjunto de paquetes predeterminado.

Lección 1 • Device Tree y Descripción de Hardware

Escribe archivos de código fuente de device tree para describir la topología del hardware al núcleo. Vincula controladores a nodos de hardware usando cadenas de compatibilidad y propiedades.

Lección 2 • Interrupciones y DMA en Controladores

Registra manejadores de interrupción y configura transferencias DMA dentro de un controlador. Aborda los requisitos de latencia y rendimiento comunes en periféricos embebidos.

Lección 3 • Desarrollo de Controladores de Dispositivo de Caracteres

Implementa un controlador de caracteres con operaciones open, read, write e ioctl. Demuestra el patrón completo de registro de controlador y operaciones de archivo.

Lección 4 • Fundamentos del Modelo de Controladores de Linux

Explica el modelo controlador-dispositivo-bus, kobjects y la representación en sysfs. Proporciona el marco conceptual para todo el desarrollo de controladores en este capítulo.

Lección 1 • Estrategias de Actualización Over-the-Air

Implementa mecanismos de banco dual y actualización delta para actualizaciones seguras de firmware en campo. Asegura la capacidad de reversión y la integridad de la actualización en despliegues de producción.

Lección 2 • Robustecimiento de Seguridad para Linux Embebido

Aplica sistema de archivos raíz de solo lectura, arranque seguro y control de acceso para robustecer el sistema. Reduce la superficie de ataque en productos embebidos conectados.

Lección 3 • Optimización de la Huella de Memoria

Reduce el tamaño del núcleo, del sistema de archivos raíz y el uso de memoria en tiempo de ejecución mediante análisis sistemático. Aplica técnicas de reducción, compresión y poda de configuración.

Lección 4 • Medición y Reducción del Tiempo de Arranque

Perfila la secuencia de arranque usando bootchart y marcas de tiempo del núcleo para encontrar cuellos de botella. Aplica optimizaciones dirigidas para alcanzar objetivos de arranque rápido o inferior a un segundo.