Khóa học Embedded Linux

Bài học 1 • Kiến thức Cơ bản về Dòng lệnh Linux

Hướng dẫn cách điều hướng shell, quản lý tệp và các lệnh điều khiển tiến trình. Những kỹ năng này là điều kiện tiên quyết cho mọi bài thực hành trong khóa học.

Bài học 2 • Nhân Hệ điều hành Linux và Kiến trúc Hệ điều hành

Giải thích vai trò của nhân Linux, thiết kế nguyên khối và sự phân tách không gian người dùng/không gian nhân. Cung cấp bối cảnh cho công việc cấu hình nhân sau này.

Bài học 3 • Khái niệm Cốt lõi về Hệ thống Nhúng

Định nghĩa hệ thống nhúng, các ràng buộc của chúng và cách chúng khác biệt với máy tính đa năng. Thiết lập vốn từ vựng được sử dụng xuyên suốt khóa học.

Bài học 1 • Kiểm tra và Gỡ lỗi Toolchain

Xác minh tính chính xác của toolchain bằng các tệp nhị phân kiểm tra và công cụ readelf. Ngăn chặn các lỗi cấu hình sai phổ biến trước khi xây dựng nhân và rootfs.

Bài học 2 • Kiến trúc và Thành phần Toolchain

Xác định binutils, trình biên dịch, thư viện C và trình gỡ lỗi là các thành phần của toolchain. Giải thích mối quan hệ máy chủ-mục tiêu trọng tâm của biên dịch chéo.

Bài học 3 • Biên dịch Chéo Ứng dụng

Trình bày cách biên dịch chương trình C và C++ cho mục tiêu sử dụng cross-toolchain. Giới thiệu các mẫu biên dịch chéo với Makefile và CMake.

Bài học 1 • Quy trình Nạp và Phục hồi

Hướng dẫn ghi ảnh bootloader vào bộ nhớ NAND, NOR và eMMC. Bao gồm các chiến lược phục hồi khi bo mạch không khởi động được.

Bài học 2 • Cấu hình và Xây dựng U-Boot

Hướng dẫn từng bước chọn defconfig, tùy chỉnh cài đặt và biên dịch chéo U-Boot. Tạo ra tệp nhị phân bootloader sẵn sàng để nạp vào mục tiêu.

Bài học 3 • Shell U-Boot và Script Khởi động

Sử dụng shell tương tác U-Boot để tải ảnh hệ thống và thiết lập đối số khởi động. Tự động hóa quá trình khởi động bằng script được lưu trong môi trường hoặc trên phương tiện lưu trữ.

Bài học 4 • Trình tự Khởi động Nhúng

Theo dõi trình tự cấp nguồn từ mã ROM qua bootloader đến nhân. Thiết lập mô hình khởi động phân lớp được tham chiếu trong tất cả các công việc liên quan đến khởi động sau này.

Bài học 1 • Quản lý Mã nguồn và Phiên bản Nhân

Giới thiệu các bản phát hành kernel.org, nhánh ổn định và nhân từ nhà cung cấp. Hướng dẫn sao chép và điều hướng cây mã nguồn nhân một cách hiệu quả.

Bài học 2 • Hệ thống Xây dựng và Đầu ra của Nhân

Giải thích hệ thống Kbuild, cờ biên dịch chéo và các tạo phẩm đầu ra. Học viên xây dựng zImage, Image và device tree blob cho mục tiêu của mình.

Bài học 3 • Cấu hình Nhân với Kconfig

Sử dụng menuconfig và tệp defconfig để kích hoạt các trình điều khiển và hệ thống con cần thiết. Hướng dẫn cách giảm kích thước nhân một cách có hệ thống cho các mục tiêu nhúng.

Bài học 4 • Mô-đun Nhân và Tải Động

Hướng dẫn xây dựng mô-đun ngoài cây và trong cây, insmod, modprobe và depmod. Cho phép tải trình điều khiển trong thời gian chạy mà không cần xây dựng lại toàn bộ nhân.

Bài học 1 • Xây dựng Rootfs Tối thiểu với BusyBox

Cấu hình và biên dịch chéo BusyBox để cung cấp các tiện ích cốt lõi trong một tệp nhị phân duy nhất. Tạo ra một khung rootfs khép kín cho bo mạch mục tiêu.

Bài học 2 • Quản lý Thư viện và Phụ thuộc

Xác định các phụ thuộc thư viện dùng chung và sao chép chúng vào khu vực staging rootfs. Ngăn ngừa lỗi thời gian chạy do thiếu thư viện trên mục tiêu.

Bài học 3 • Hệ thống Init và Khởi động Hệ thống

So sánh BusyBox init, SysVinit và systemd cho các trường hợp sử dụng nhúng. Cấu hình inittab và script rcS để khởi chạy dịch vụ khi khởi động.

Bài học 4 • Cấu trúc và Tiêu chuẩn Hệ thống Tệp Gốc

Giải thích Tiêu chuẩn Phân cấp Hệ thống Tệp (FHS) và các thư mục bắt buộc để khởi động Linux. Cung cấp bản thiết kế cấu trúc cho tất cả các bài tập xây dựng rootfs.

Bài học 1 • Kiến trúc và Luồng Công việc Buildroot

Giới thiệu luồng công việc hướng menuconfig của Buildroot để tạo toolchain, nhân và rootfs. Trình bày cách tạo mẫu nhanh cho các dự án bị ràng buộc tài nguyên.

Bài học 2 • Khái niệm Cốt lõi của Yocto Project

Giải thích các layer, recipe, BitBake và kiến trúc hệ thống xây dựng OpenEmbedded. Thiết lập mô hình tư duy cần thiết cho mọi công việc tùy chỉnh Yocto.

Bài học 3 • Tạo và Tùy chỉnh Yocto Layer

Tạo một layer tùy chỉnh, viết recipe và thêm nó vào ảnh Yocto. Trình bày mẫu mở rộng được sử dụng trong các dự án Yocto thực tế.

Bài học 4 • Tùy chỉnh Gói Buildroot

Tạo recipe gói tùy chỉnh và overlay để thêm phần mềm độc quyền vào ảnh. Mở rộng Buildroot vượt ra ngoài bộ gói mặc định của nó.

Bài học 1 • Device Tree và Mô tả Phần cứng

Viết tệp mã nguồn device tree để mô tả cấu trúc liên kết phần cứng cho nhân. Liên kết trình điều khiển với các nút phần cứng bằng chuỗi tương thích và thuộc tính.

Bài học 2 • Ngắt và DMA trong Trình điều khiển

Đăng ký trình xử lý ngắt và cấu hình truyền DMA trong trình điều khiển. Giải quyết các yêu cầu về độ trễ và thông lượng phổ biến trong các ngoại vi nhúng.

Bài học 3 • Phát triển Trình điều khiển Thiết bị Ký tự

Triển khai trình điều khiển ký tự với các thao tác open, read, write và ioctl. Trình bày mẫu đăng ký trình điều khiển và thao tác tệp hoàn chỉnh.

Bài học 4 • Khái niệm Cơ bản về Mô hình Trình điều khiển Linux

Giải thích mô hình trình điều khiển-thiết bị-bus, kobject và biểu diễn sysfs. Cung cấp khung khái niệm cho tất cả quá trình phát triển trình điều khiển trong chương này.

Bài học 1 • Chiến lược Cập nhật Qua Mạng

Triển khai cơ chế cập nhật ngân hàng kép và delta để cập nhật firmware an toàn trên thực địa. Đảm bảo khả năng khôi phục và tính toàn vẹn của bản cập nhật trong các triển khai sản phẩm.

Bài học 2 • Tăng cường Bảo mật cho Linux Nhúng

Áp dụng rootfs chỉ đọc, khởi động an toàn và kiểm soát truy cập để tăng cường hệ thống. Giảm bề mặt tấn công cho các sản phẩm nhúng được kết nối.

Bài học 3 • Tối ưu Hóa Dung lượng Bộ nhớ

Giảm kích thước nhân, kích thước rootfs và mức sử dụng bộ nhớ thời gian chạy thông qua phân tích có hệ thống. Áp dụng các kỹ thuật tinh giản, nén và cắt bớt cấu hình.

Bài học 4 • Đo lường và Giảm Thời gian Khởi động

Lập hồ sơ trình tự khởi động bằng bootchart và dấu thời gian nhân để tìm điểm nghẽn. Áp dụng các tối ưu hóa có mục tiêu để đạt được mục tiêu khởi động dưới giây hoặc khởi động nhanh.