Linux is overal — webservers, supercomputers en de meeste smartphones ter wereld — en embedded Linux is al lange tijd ook een solide optie voor kleine systemen. In deze aflevering van Elektor Engineering Insights vertelt Michael Opdenacker (Bootlin) aan Stuart Cording wat "embedded Linux" nu echt betekent, wat er in het afgelopen decennium is veranderd, en hoe nieuwkomers kunnen beginnen zonder te verdrinken in de complexiteit.

Wat is embedded Linux?

Het is nog steeds Linux, maar afgeslankt en geconfigureerd voor een specifiek apparaat en gebruiksdoel. Denk aan een minimale userspace, een op maat gemaakte kernel en een bootflow die u zelf beheert. Volgens die definitie is Raspberry Pi OS een algemeen desktopbesturingssysteem, terwijl Android (op telefoons/tv's) een embedded Linux-systeem is. Meer hierover in de video hieronder:

 

Wat Is er veranderd sinds 2012?

Ubuntu, Fedora, and Debian - all flavors of embedded Linux
Embedded Linux komt in veel varianten voor.

 

  • Goedkope, krachtige hardware: Dankzij de brede beschikbaarheid van Raspberry Pi, BeagleBone en anderen is embedded Linux binnen handbereik gekomen.
  • Nieuwe architecturen: RISC-V is nu een serieuze optie, inclusief volledig open SoC's.
  • Toolchains: LLVM/Clang kan het grootste deel van de stack bouwen — inclusief de Linux-kernel; Rust komt het systeem in.
  • Focus op beveiliging: Meer verbonden apparaten betekent meer aanvalsoppervlak; kernel-ontwikkelaars blijven werken aan het verkleinen van niet-determinisme en het versterken van de standaardinstellingen.
  • GPU's: Open drivers zijn volwassen geworden, wat uitrollen eenvoudiger maakt.
  • Buildsystemen: Yocto Project (OpenEmbedded) is enorm flexibel; Buildroot blijft een eenvoudig alternatief.
  • LTS-kernels: Community-long-term-support-releases maken langdurig onderhoud haalbaar.
  • Eenvoudiger bord-bring-up: Device trees en mainline-methodes verlagen de drempel.

Beginnen zonder pijn

  1. Begin klein: gebruik QEMU of een gangbare hardware (Raspberry Pi, BeagleBone, Libre Computer).

  2. Bouw de drie belangrijkste onderdelen: bootloader, kernel en een kleine rootfs (BusyBox).

  3. Breid de functionaliteit geleidelijk uit: voeg alleen toe wat u begrijpt.

  4. Kies voor randapparatuur bij voorkeur kernel-drivers in plaats van losse user-space-bibliotheken als u portabiliteit en prestaties nodig heeft.

  5. Gebruik Linux als uw build-host (native of in een VM) zodat de hulp uit de community en scripts overeenkomen met uw omgeving.

Real-Time vandaag

PREEMPT_RT is bijna volledig opgenomen in mainline en kan latenties leveren die geschikt zijn voor veel toepassingen. Voor harde real-time eisen is een zorgvuldig systeemontwerp nodig (prioriteiten, pre-allocatie) en soms een dual-kernel aanpak zoals Xenomai.

Tools & bronnen genoemd

  • Yocto Project-lagen (bijvoorbeeld meta-clang) voor alternatieve toolchains
  • Buildroot voor snelle, simpele images
  • Bootlin-trainingen en documentatie voor kernel, drivers en buildsystemen


Uit EEI #10: Embedded Linux — conversation with Michael Opdenacker (Bootlin).