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1 Table des matières Remerciements V Préface Avant-propos À qui s adresse ce livre? Structure de l ouvrage Précisions concernant cette deuxième édition Introduction Qu est-ce que Linux? Qu est-ce que l Open Source? Un peu d histoire : de Minix à Linux What is GNU? Gnu is Not Unix PREMIÈRE PARTIE Systèmes embarqués, généralités CHAPITRE 1 Les logiciels embarqués et leurs domaines d application.. 17 Qu est-ce qu un logiciel embarqué? Quelles sont les caractéristiques d un tel logiciel? Ciblé Fiable et sécurisé Maintenable dans le temps Spécifique Optimisé Logiciel embarqué ou système embarqué? Les champs d application

2 VIII Table des matières Typologie des systèmes embarqués Temps partagé et temps réel Préemption et commutation de contexte Extensions Posix Définition de l empreinte mémoire Les langages utilisés Tour d horizon des systèmes existants En résumé CHAPITRE 2 Linux comme système embarqué Contraintes des systèmes embarqués propriétaires Les avantages de l Open Source Et les quelques contraintes Pourquoi Linux est-il adapté à l embarqué? Fiabilité Faible coût Performances Portabilité et adaptabilité Ouverture Dans quels cas Linux peut-il être inadapté? Les systèmes embarqués basés sur Linux MontaVista Linux BlueCat Linux µclinux RTLinux RTAI ELDK PeeWee Linux Quelques exemples de produits utilisant Linux Les PDA Les consoles multimédias et tablettes Internet Les magnétoscopes numériques Les routeurs La téléphonie Les caméras IP En résumé

3 Table des matières IX CHAPITRE 3 Choix matériels pour un système Linux embarqué Choix d une architecture, PC ou non? Choix du processeur : MMU ou non? Le concept du MMU µclinux: Linux sans MMU Les processeurs compatibles x Les autres processeurs La mémoire de masse Les bus d extension et de communication Les bus d extension ISA et PCI Les ports séries Le bus USB Les autres bus : I2C, I2O, IEEE Les cartes DIL Les cartes ucsimm En résumé DEUXIÈME PARTIE Méthodologie de création d un système Linux embarqué.. 69 CHAPITRE 4 Structure de Linux Le noyau Linux Structure globale du noyau Les modules chargeables du noyau Le système de fichier /proc Compilation du noyau Configuration du démarrage Répertoires et fichiers principaux En résumé CHAPITRE 5 Construction du système Les distributions classiques Méthodologie générale Le programme de démarrage

4 X Table des matières Le noyau Les fichiers de configuration (/etc) Les pseudo-fichiers ou nœuds (/dev) Les programmes essentiels (/sbin et /bin) Les bibliothèques essentielles (/lib) Les répertoires variables (/var) Création d une partition dédiée Création des répertoires Le répertoire /extra Création des nœuds sur /dev Remplissage de /bin /et /sbin Création des bibliothèques sur /lib Remplissage du répertoire /etc Création d un noyau adapté Le support des modules Le type de processeur Les périphériques en mode bloc La configuration réseau Les systèmes de fichiers Les périphériques en mode caractère Génération du noyau Test du système Cas de l utilisation de BusyBox En résumé CHAPITRE 6 Configuration du réseau La commande ifconfig La commande route Premier test des interfaces en ICMP Test de services TCP Scripts de configuration du réseau Initialisation de l interface locale Initialisation de l interface Ethernet Calcul du nom du système et création du fichier hosts Mise en place de services réseau

5 Table des matières XI Connexion PPP La validation du support PPP L installation du programme pppd L installation du programme chat La création du point d entrée /dev/ppp La mise en place du répertoire /etc/ppp En résumé CHAPITRE 7 Optimisation et mise au point du système Configuration du clavier Mise en place d un système d authentification Configuration des disques flash Utilisation du pilote M-Systems Utilisation du pilote MTD Les mémoires flash CFI (Common Flash Interface) Utilisation d une clé USB Les différents types de systèmes de fichiers Ext2/ext ReiserFS JFFS CRAMFS Utilisation des disques mémoire Un exemple d utilisation de CRAMFS et disque mémoire Mise au point des programmes Utilisation de GDB Utilisation de strace Détection des problèmes de mémoire En résumé CHAPITRE 8 Autres techniques de démarrage : Loadlin, LinuxBIOS, RedBoot Un autre système de démarrage : LOADLIN LinuxBIOS RedBoot Présentation et principales commandes Un exemple complet d utilisation En résumé

6 XII Table des matières TROISIÈME PARTIE Mises en œuvre particulières CHAPITRE 9 Systèmes temps réel Tests sur un noyau Linux standard Horloge temps réel /dev/rtc L outil latencytest L outil realfeel Résultats du test Les différentes approches temps réel pour Linux Modification de l ordonnanceur Ajout d un véritable noyau temps réel L outil de test rt_realfeel Utilisation de RTLinux Installation de RTLinux/GPL Introduction à l API RTLinux Mesure des temps de latence Utilisation de RTAI Installation de RTAI-24.1.x Mesure des temps de latence Installation de RTAI Utilisation des patches du noyau Le patch preempt-kernel-rml Le patch low-latency Le patch rtsched En résumé CHAPITRE 10 Systèmes minimaux : µclinux Présentation de µclinux Quelques kits matériels disponibles Le kit ucsimm Le kit ucdimm Le kit ARM7TDMI Le projet Open Hardware La carte d évaluation ColdFire Motorola M5407C

7 Table des matières XIII Mise en œuvre de µclinux Exemple d application µclinux En résumé CHAPITRE 11 Développement croisé Principe de la compilation sous Linux L outil ELDK L outil CROSSTOOL Utilisation de l environnement CYGWIN Installation de l environnement CYGWIN Création de la chaîne de compilation croisée pour ARM Exemple de compilation Compilation d un noyau Linux ARM/AT91RM Programme gdbserver Débogueur GDB croisé Débogueur GDB natif ARM Bibliothèque NCURSES native ARM Résumé CHAPITRE 12 Interfaces graphiques Mode texte (console standard) X Window System Une introduction à X Réduction du système X Un serveur X minimal (Xkdrive) frame-buffer (console graphique) Configuration du frame-buffer Les toolkits graphiques Qt/Embedded GTK-Embedded Microwindows et Nano-X Une bibliothèque d affichage LCD: LCDproc Navigateurs et serveurs web En résumé

8 XIV Table des matières QUATRIÈME PARTIE Études de cas CHAPITRE 13 Open Music Machine Description du projet Organisation du projet Architecture globale Utilisation des composants externes Détail des API Gestion des événements Gestion de l écran LCD Arborescence des sources et compilation des modules Description des différents modules Module de gestion des fonctions (manager) Module de lecture des CD audio Module de navigation/sélection de fichiers Modules de lecture MP Module d encodage MP Modules client NAPSTER En résumé CHAPITRE 14 Station Internet Intégration du navigateur Gestion du clavier et de la souris infrarouge Traitement de la souris Traitement du clavier Système de configuration graphique En résumé Glossaire Glossaires en ligne Glossaire local Index

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