Embedded Linux

Erste Wahl für ein Betriebssystem in leistungsfähigen Embedded-Systemen

Embedded Linux

Zukunftsorientierte Open Source Technologie

Jedes Jahr wird die Computertechnik leistungsfähiger und günstiger. Spätestens seit der Entwicklung von Smartphones, haben Mikroprozessorsysteme mit der Rechenleistung von Computern die Größe einer Kreditkarte erreicht. Gleichzeitig ist auch der Anspruch an den Funktionsumfang von eingebetteten Systemen deutlich gestiegen. Digitale vernetzte Systeme übernehmen längst nicht mehr nur einfache Aufgaben, sie müssen gleichzeitig große Datenmengen verarbeiten und dem Anwender trotzdem eine gute User Experience liefern.

Durch die gestiegene Rechenleistung und die erweiterten Kapazitäten eines Mikroprozessors, besteht auch die Möglichkeit, ein vollwertiges Betriebssystem einzusetzen. Hier hat sich Linux durch die vielseitige Anwendbarkeit und das offene Ökosystem für Embedded Devices besonders bewährt.

Die Vorteile der Open Source Technologie auf einen Blick:
  1. Linux Kernel unterstützt nahezu jede erdenkliche Architektur und Plattform.
  2. Linux OS bringt Netzwerk-Stacks und Tools für viele Protokolle direkt mit.
  3. Weniger Restriktionen als bei Mikrocontroller Systemen und ein echtes Speichermanagement ermöglichen den Einsatz von modernen Programmier- oder Skriptsprachen.
  4. Applikationen können dieselben Schnittstellen und Frameworks verwenden, wie bei einem PC.

Neben den Vorteilen, die ein vollwertiges Betriebssystem mit sich bringt, ergeben sich aber auch neue Fallstricke und Hürden. Das Betriebssystem Linux besteht aus vielen einzelnen Komponenten – vom Bootloader und Kernel über Stacks und Services bis hin zur eigentlichen Applikation. All diese Komponenten müssen konfiguriert und sowohl aufeinander als auch auf die Hardware abgestimmt werden. Spezielle Tools und qualifizierte Distributionen, wie Yocto oder Automotive Grade Linux, ermöglichen das Managen der verwendeten Komponenten über den gesamten Lebenszyklus des Endgerätes. Sie erlauben so auch den Einsatz in Umgebungen mit höheren Safety Anforderungen, z. B. im Automotive Bereich.

Die Vielzahl der Komponenten stellt außerdem eine vergrößerte Angriffsfläche dar, so dass gerade bei vernetzten Systemen ein besonderes Augenmerk auf System-Hardening und Security gelegt werden muss. Gleichzeitig bieten robuste Update-Mechanismen die Möglichkeit, flexibel auf notwendige Änderungen und Weiterentwicklungen des Endgerätes zu reagieren.

Im Gegensatz zu Mikrocontrollern, die mit Hilfe eines RTOS gesteuert oder bare-metal programmiert werden, garantiert ein OS wie Linux keine harte Echtzeit zur Regelung oder Abarbeitung von Tasks. Für solche Zwecke bieten sich zum Teil Real-Time-Erweiterungen des Kernels an oder das Auslagern von Aufgaben mit Hilfe von asymmetrischen Multi-Core Systemen, wie z. B. Co-Prozessoren oder FPGAs.

Das bieten wir Ihnen

Wir entwickeln Embedded Linux Systeme auf Basis von gängigen Single Board Computern, vorgefertigten System-on-Modules oder maßgeschneiderter Hardware. Dazu bieten wir Ihnen folgende Leistungen an:

  • Rapid Prototyping und Proof-of-Concepts auf Basis von SBC (Single Board Computer) oder Vendor Evaluation Kits
  • Beratung zu Target Architekturen
  • Entwicklung von Kernel und Treiber
  • Bereitstellung von BSP (Board Support Package) und Toolchain passend zur Hardware und den Anforderungen
  • Echtzeitfähige Systeme mit Hilfe von RT-Erweiterungen oder asymmetrischen Co-Prozessoren
  • Erstellung und Umsetzung von Security Konzepten nach dem Security-by-Design Prinzip inkl. Update-Konzepten
  • Applikationsentwicklung mit standardisierten Bibliotheken und Schnittstellen, wie z.B. Posix, Qt Framework, Node.js, TensorFlow o.ä.

Wir unterstützen Sie bis zur Serienqualifikation des Embedded Linux Systems unabhängig vom Entwicklungsstadium. Unsere Leistungen und Services erstrecken sich bis zum Serienprodukt.

Nutzen Sie die Vorteile von Embedded Linux

 

Ab einer gewissen Komplexität – die bei heutigen digitalen, vernetzten Systemen schnell erreicht ist – bietet ein Embedded Linux System als Basis den Vorteil, dass benötigte Funktionen bereits als Module vorhanden sind. Das spart Entwicklungszeit und -kosten und senkt die Fehleranfälligkeit gegenüber einer komplett neuen inhouse-Entwicklung.

Ein weiterer Vorteil von Linux als OS für ein Embedded-System sind die Einmal- und Lizenzkosten: Sowohl Kernel als auch benötigte Dienste sind kostenlos als Open-Source-Software verfügbar und kommerziell, d. h. in Serienprodukten, nutzbar. Die frei verfügbaren Quellen machen es möglich, die Software an eigene individuelle Bedürfnisse anzupassen, ohne dabei abhängig von einem einzelnen Anbieter zu sein.

Durch unsere langjährige Erfahrung im Bereich der eingebetteten Systeme ist Smart Mechatronics der ideale Partner für die Entwicklung Ihres Embedded Linux Devices. Durch die enge Verzahnung unserer Experten im Bereich der Entwicklung von IoT, HMI und KI-Applikationen sowie unser Wissen im Bereich OS und Safety & Security, können wir schnell und effizient das System auf Ihre Bedürfnisse hinsichtlich Hardware und Software anpassen.

Möchten Sie ein leistungsfähiges und zukunftsorientiertes Embedded Devices?

Dann sind wir Ihr Partner für die Umsetzung von Systemlösungen zur Digitalisierung und Vernetzung von Produkten mit Embedded Linux.

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Guido Stollt

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Kai Morwinski

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Senior Engineer & Teamleiter Operating Systems & Security

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