Lavorando ad un nuovo embedded…

Esattamente lo stesso mese di qualche anno fa, 2005, (vedere il post a riguardo su questo blog), realizzai un sistema embedded basato su Linux per un cliente.

La richiesta del committente era la realizzazione di un sistema che fosse collegato ad un PLC, a sua volta collegato a macchine di taglio lamiera, per la ricezione di dati e allarmi dalla macchina di taglio, e la successiva scrittura di questi dati su un RDBMS centralizzato.

Il sistema embedded era munito di LCD con risoluzione 640×480 e touchscreen per l’interazione.

All’avvio il sistema doveva aprire un browser (javascript capable) che doveva puntare ad una webapplication scritta da un’altra azienda, che serviva per pilotare le macchine.

Realizzai qualcosa in un mesetto:

  • l’embedded in se’: kernel + file system layout minimale + busybox + dropbear (ssh) + xorg + opera 9 (versione minimal): circa 100mb facendo un lavoro certosino di taglio di file inutili. Il dom dell’embedded era di 128MB
  • un daemon scritto in C che leggeva la seriale, parsava i dati (mi sono divertito con gli operatori bit a bit, grazie al K&R, per estrapolare gli allarmi dai char letti sulla seriale), ed utilizzava unixODBC per scriverli sul server MS SQL Server (?!?!**##%%$) della applicazione web fatta dall’altra azienda

Ne’ risulto’ un bel lavoro.
Dall’inizio avevo cercato di evitare Xorg e di usare qualcosa tipo links2 in modalita’ framebuffer, ma l’applicativo web di terze parti faceva uso massivo di Javascript…
Poi provai con Dillo, ma anche li il supporto Javascript era penoso.
Poi provai con Firefox, funzionava ma chiedeva troppo tempo al boot…
Poi sono approdato a Opera9! Opera e’ davvero un bel browser, molto personalizzabile, forse piu’ facilmente di Firefox perche’ basta editare il file opera.ini.
Date un occhio a http://del.icio.us/pallotron/opera.

Opera9 aveva gia’ una funzionalita’ di kiosk mode interna, senza bisogno di installare addon come nel caso di Firefox.

Questo lavoro produsse la pubblicazione di un howto da me scritto che illustrava come usare il portage di Gentoo Linux per realizzare sistemi embedded. E’ ancora un valido documento. Ho visto che molta gente approda ad esso cercando con Google. Ne realizzai anche una versione English.In questi giorni mi sono trovato nella situazione di dover realizzare un altro embedded. Nel frattempo la mia considerazione di Gentoo e’ andata scemando. Per una serie motivi che se volete possiamo discutere.BTW mi sono messo all’opera per vedere che strumenti offre Debian per realizzare lo stesso lavoro.Premetto che sia l’embedded precedente che quello odierno sono basati su cpu x86 compatibili. No ARM.

Quindi per realizzare un sistema usabile e funzionante non si deve fare cross-compiling delle applicazione per la CPU target.

Debian mi ha permesso di essere molto piu’ spedito nella creazione di questo nuovo embedded. Ho utilizzato debootstrap, dando comandi simili a questi:

main # mkdir -p /opt/lenny-root
main # debootstrap lenny /opt/lenny-root http://ftp.debian.org/debian/
[ ... attendere prego ... ]

Alla fine del processo otterrette un sistema debian standard minimal (in questo caso la relase lenny) nella directory prescelta.

A questo punto mountare /proc, copiare /etc/hosts e chrottarsi:

main # mount proc /opt/lenny-root/proc -t proc
main # cp /etc/hosts /opt/lenny-root/etc/hosts
main # chroot /opt/lenny-root /bin/bash

A partire da questo punto ho installato il software necessario al cliente usando apt.
Ho installato Firefox, Xorg, dropbear, Splashy, ed un RPM della National Instruments fornitomi dal cliente che installa un envoirnment chiamato Labview che include anche un plugin di Firefox.

E’ un ambiente molto utilizzato da 20 anni in automazione industriale:

For more than 20 years, NI LabVIEW graphical development has revolutionized the development of scalable test, measurement, and control applications. Regardless of experience, engineers and scientists can rapidly and cost-effectively interface with measurement and control hardware, analyze data, share results, and distribute systems.

Il cliente ha gia’ scritto applicazione LabVIEW, il terminale embedded deve puntare all’applicazione di monitoring della infrastruttura automatizzata.

Il cliente voleva anche che il processo di boot non mostrasse tutte le scritte tipiche del boot dei kernel UNIX. Ma qualcosa di grafico con una barra di scorrimento, qualcosa alla Ubuntu/Windows.

L’ho realizzata con Splashy.
E’ stato sufficiente installarlo, leggere la documentazione, realizzare delle bmp con pochi colori come questa, con le immagini da usare, configurare qualche file di xml per definire colori della barra ed i comportamenti.

Mentre che c’ero ho anche utilizzato lilo in modalita’ grafica con immagine bmp e menu’ di scelta dove l’utente al boot puo’ scegliere se partire con lo splash, senza splash (per vedere i messaggi del kernel), oppure in una modalita’ “configurazione”.

La modalita’ “configurazione” viene usata per configurare l’apparecchio.
In pratica a dopo il boot, e dopo aver effettuato il login uno script in .bashrc legge la command line del kernel leggendo /proc/cmdline ed eventualmente esegue uno script bash che fa domande sulla configurazione e poi scrive i file che deve scrivere…

Il filesystem dell’embedded e’ cosi’ organizzato:

  • / in read only
  • /usr compressa con squashfs
  • una partizione /rw di pochi mega in read write

In totale tutto sta in 164MB. OK non proprio dimensioni embedded, ma in realta’ questo non e’ proprio un embedded nel vero termine della parola… e’ piu’ un dispositivo da affiancare ad una macchina di taglio, e poi dovendo anche avere Xorg… Considerato che il dom che ho a disposizione e’ di 256MB direi che vado tranquillo, ma sono convinto che con un po’ di lavoro certosino fatto di strace, ldd, e altri tool posso minimizzare di molto!
Ed ora pappatevi un video che ho girato l’altra notte mentre ci lavoravo, in questo video il sistema impiega ben 4’30” dall’accensione elettrica al caricamento di una pagina di test con un plugin Labview. Ma nel momento in cui scrivo sono riuscito a ridurre il tempo di caricamento a soli 2’20″… purtroppo l’embedded che ho e’ solo 166mhz… 129MB di ram… e si sa firefox non e’ che sia leggerissimo… beh casomai il cliente optera’ per ferragglia piu’ prestante.

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Comments

  1. sand says:

    Bel lavoro, complimenti =)
    E riguardo Opera… non posso trattenermi dal darti ragione e ribadire il concetto, basti pensare che con circa 18 tab aperti non fa una piega, al contrario di Firefox. Purtroppo Opera perde molto con alcuni siti “web2.0”, ed e’ una grande limitazione, ma per molti altri versi sta avanti, e Fravia+ lo dice da sempre 😀