Embedded Linux Architecture: Kernel Driver Development

Wer Treiber für eingebettete Systeme professionell entwickeln möchte, benötigt ein fundiertes Verständnis der Kernel-Architektur. Genau hier setzt diese Weiterbildung an und vermittelt praxisnah, worauf es bei der Treiberentwicklung in Embedded- und Echtzeitsystemen wirklich ankommt.

Der Kurs Embedded Linux Architecture: Kernel Driver Development richtet sich an Entwicklerinnen und Entwickler, die performante Kernel-Treiber eigenständig umsetzen wollen. Teilnehmende erhalten einen vollständigen Überblick über die Struktur des Betriebssystems und lernen, welche Komponenten für Embedded-Anwendungen besonders relevant sind.

Im Mittelpunkt steht ein durchgängiges Praxisprojekt: Ausgehend von der Grundstruktur eines Kernel-Treibers wird dieser Schritt für Schritt um die behandelten Mechanismen erweitert. So entsteht während der Schulung ein vollständiger Treiber, den Sie direkt als Vorlage für Ihre eigenen Projekte nutzen können.

Behandelt werden unter anderem die Grundlagen des Linux-Kernels, die Implementierung von Gerätetreibern, Scheduling, Interrupts, Synchronisationsmechanismen sowie die Speicherverwaltung. Alle Übungen erfolgen auf realer Hardware mit einem phyBOARD (ARM Cortex-A8, AM-335x) und frei zugänglichen Open-Source-Tools.

Ein besonderer Vorteil dieser Fortbildung: Teilnehmende dürfen das Übungsboard behalten und ihr neu erworbenes Wissen so eigenständig weiter vertiefen. Damit gewinnen Sie Sicherheit in der Treiberentwicklung und können das Gelernte unmittelbar im Berufsalltag anwenden.

• Linux Kernel Basics
  • System interface, privilege levels
  • Virtual filesystem, address spaces
  • Device driver classes (character, block, net)
  • Kernel modules
• Character Device Driver
  • Implementation of the file interface
  • Device nodes
  • Udev daemon
  • Hardware access; register, IO memory, DMA
  • /proc and /sys filesystem; use in kernel driver
• Scheduling
  • Scheduling classes
  • Processes and threads, kernel threads
  • Wait queue; interruptible sleep
• Interrupts
  • Interrupt service routine
  • Secondary reactions (softIRQ, tasklet, kernel timer)
  • High-resolution timer (hrtimer)
• Synchronization Mechanisms
  • Atomic variables
  • Preemption lock, interrupt lock
  • Ring buffer, kernel FIFO
  • Semaphore, mutex, RW semaphore
  • Completion
  • Spinlock, RW lock, sequence lock
  • Diagnosis of locking problems
• Memory Management
  • Memory protection, memory management unit (MMU)
  • Memory types, DMA, high memory
  • Physical memory management
  • SLAB allocator, kernel malloc
  • Data exchange with userspace, memory mapping
• Hardware
  • All exercises are performed on a phyBOARD with ARM Cortex-A8 (AM-335x) using freely accessible open source tools
• MicroConsult Plus:
  • Participants may keep the exercise board to deepen their new knowledge.