Bedienung des Bootmenüs
Recovery-Prozedur ohne Tastatur oder Maus
Für Embedded-Systeme ohne Tastatur oder Maus entwickelt die MSC Tuttlingen GmbH für ihre Prime Cube Systeme ein Tool, das die Bedienung des Bootmenüs auch mit anderen Mitteln ermöglicht.
Embedded-Systeme verfügen sowohl hardwareseitig als auch softwareseitig nur über Komponenten, die für die vorgesehene Applikation auch wirklich notwendig sind. Das Embedded-Betriebssystem ist dabei immer schlank gehalten. Das bedeutet, es nimmt wenig Speicherplatz in Anspruch, der entsprechend günstig dimensioniert werden kann, und es ist auch für möglichst kurze Bootzeiten optimiert.
Einfach und ohne spezielle Applikationen
Der Vorteil des quelloffenen Betriebssystems Linux ist dabei, dass Systemeingriffe und -steuerung einfach und ohne spezielle Applikationen performant in Skriptsprache vorgenommen werden können. Die Fokussierung auf eine Applikation gilt nicht nur softwareseitig, sondern auch auf Seiten der Hardware, sodass Embedded-Systeme oft keine herkömmlichen Eingabegeräte aufweisen, zum Beispiel weder Tastatur oder Maus noch Anschlussmöglichkeiten dafür bieten.
Update ohne Tastatur und Maus
Höhere Speicherdichte
Embedded-Betriebssysteme müssen auch auf dem aktuellen Stand gehalten werden, zum Beispiel aus Sicherheitsgründen oder weil der Hersteller neue Funktionen implementieren möchte. Auf der anderen Seite können trotz ausgeklügelter Schutzmechanismen auch bei einem dedizierten Gerät Ausfälle vorkommen, beispielsweise durch Unterbrechung der Stromzufuhr. Dabei können durch Datenfehler korrupte Dateien entstehen, wodurch das Betriebssystem neu aufgespielt werden muss. Für beide Szenarien sind Mechanismen gefordert, die ohne Tastatur und Maus ein Update ermöglichen bzw. die Daten wiederherstellen lassen. Hierfür bietet sich beispielsweise die Entwicklung eines Bootloaders auf GRUB-Basis an, der exakt auf das jeweilige Bedienkonzept mit angepassten Treibern abgestimmt ist.
Bootloader auf GRUB-Basis
Die Bootloader-Software befindet sich auf einem schreibgeschützten USB-Flashmodul, von dem das BIOS den Bootloader startet. Das Bootmenü bietet die drei Menüpunkte „Betriebssystem starten“, „Software Update“ und „Recovery starten“ zur Auswahl. So sind auch System- und Software-Updates möglich, die das Betriebssystem immer auf dem neuesten und sichersten Stand halten. Die Updates werden vom Anwender über einen USB-Stick aufgespielt. Wird nichts ausgewählt, startet nach der voreingestellten Zeit das Betriebssystem automatisch.
Betriebssystem an Kundenanforderungen angepasst
Nicht nur das Betriebssystem wird genau and die Kundenanforderungen angepasst, sondern auch das Bootmenü. Für ein spezifisches Kundenprojekt, dessen Anwendungssoftware auf Qt basiert und die weltweit ein einheitliches Look and Feel der Bedienoberfläche aufweist, wurden Bootloader und Recovery-Tool ebenfalls mit Qt optisch exakt an das Software-Design angelehnt. Diese Embedded Systeme kommen als Koffergeräte für mobile Kabelbruchmessungen zum Einsatz. Sie werden meistens von einem Servicetechniker im Außenbereich benutzt, daher ist die Verwendung einer Tastatur oder einer Maus nicht vorgesehen. Das zentrale Bedienelement ist ein Drehgeber. Für diesen wurde ein Treiber programmiert, der die Auswahl der einzelnen Menüpunkte mit dem Drehgeber ermöglicht. Ein Dreh nach rechts wählt den nächsten Menüpunkt aus und ein Dreh nach links den vorherigen. Durch drücken des Drehgebers startet die gewünschte Option.
An die Eingabebedingungen angepasst
Der Bootloader kann universell den Eingabebedingungen angepasst werden, zum Beispiel auch für einen Stand-Alone PC, der lediglich über einige Funktionstasten verfügt. Mit einem entsprechenden Treiber erfolgt die Bedienung des Bootmenüs dabei ähnlich wie oben beschrieben. Embedded-Betriebssysteme erfordern vielfältige Anpassungen, die mit Open-Source-Software auch für Bootloader und Recovery-Tool realisierbar sind. Notwendige Treiber können dank des quelloffenen Konzepts neu entwickelt und integriert werden.
Autoren:
Rolf Baur, Gruppenleiter Entwicklung Betriebssysteme und Hanna Kornacz, Auszubildende IT-Systemkauffrau, MSC Microcomputers Systems Components Tuttlingen GmbH
