Soporte técnico
Documentación
Inicio de sesión
Póngase en contacto con nosotros
¿Qué se entiende por Linux integrado? Elementos de Linux integrado
Rohan Timalsina
20 de junio de 2023 - Equipo de expertos TuxCare
Linux integrado se refiere a un escenario en el que un sistema embebido emplea un sistema operativo que utiliza el núcleo Linux. Esta distribución de Linux estará diseñada específicamente para un sistema embebido; tendrá un tamaño más pequeño de lo normal, poseerá menos características y menos potencia de procesamiento. Una instancia de Linux de este tipo sólo puede ejecutar aplicaciones diseñadas específicamente para el dispositivo.
Pero, ¿qué es un sistema embebido? Un sistema embebido es un pequeño ordenador que vive dentro de una estructura mayor que no es en sí misma un ordenador. Es un conjunto de hardware y software informático, diseñado para una función específica, que vive dentro de un sistema físico mayor.
Arraigados en un microprocesador o microcontrolador, los sistemas empotrados están controlados por un sistema operativo en tiempo real, funcionan con una cantidad limitada de energía y memoria, y varían ampliamente en tamaño y complejidad de interfaz de usuario. Los sistemas empotrados nos rodean y forman parte de un amplio abanico de tecnologías de consumo, industriales, médicas y militares.
Este artículo tiene como objetivo proporcionar una visión de lo que es Linux embebido y explorar varios componentes de Linux embebido.
Desarrollo de Linux integrado
Los sistemas Linux embebidos suelen constar de varios elementos clave que contribuyen a su funcionalidad y funcionamiento. Son los siguientes:
Hardware: En las plataformas de hardware es donde funciona Linux integrado. Estas plataformas de hardware ofrecen capacidades esenciales como potencia de procesamiento, memoria, almacenamiento e interfaces, lo que permite una integración perfecta con periféricos y dispositivos externos.
Núcleo Linux: El núcleo Linux es el componente central del sistema Linux integrado. Proporciona los servicios esenciales del sistema operativo, incluyendo la gestión de procesos, gestión de memoria, controladores de dispositivos, redes y sistemas de archivos. El núcleo interactúa directamente con el hardware y gestiona los recursos del sistema.
Cargador de arranque: El gestor de arranque asume el papel crucial de inicializar el hardware y cargar el núcleo Linux en la memoria. Ofrece un mecanismo para configurar el proceso de arranque y gestionar diversas opciones de arranque. Típicamente residiendo en memoria no volátil, como la memoria flash, el gestor de arranque tiene prioridad como software inicial que se ejecuta cuando el sistema se enciende.
Sistema de archivos raíz: El sistema de archivos raíz contiene toda la estructura de directorios y los archivos esenciales del sistema operativo Linux. Incluye bibliotecas, archivos de configuración, nodos de dispositivos, ejecutables y otros componentes necesarios para el funcionamiento del sistema.
Controladores de dispositivos: Los controladores de dispositivos permiten al núcleo Linux comunicarse y controlar los periféricos de hardware conectados al sistema embebido. Estos controladores ayudan al núcleo a acceder a dispositivos como controladores de pantalla, interfaces de red, dispositivos de almacenamiento, sensores y dispositivos de entrada/salida. Además, los controladores de dispositivos permiten a las aplicaciones interactuar con el hardware a través de interfaces estandarizadas proporcionadas por el kernel.
Bibliotecas y servicios públicos: Los sistemas Linux integrados incluyen bibliotecas y utilidades que proporcionan funcionalidad adicional al sistema. Las bibliotecas ofrecen API para diversas tareas, como interfaces gráficas de usuario (GUI), protocolos de red, sistemas de archivos, criptografía y procesamiento multimedia. Todas las herramientas de línea de comandos para la administración del sistema, depuración, desarrollo de software y otras tareas comunes forman parte de las utilidades.
Aplicaciones: Los sistemas Linux embebidos admiten la ejecución de aplicaciones a nivel de usuario. Estas aplicaciones pueden desarrollarse a medida para el sistema embebido específico o pueden ser aplicaciones Linux existentes portadas a la plataforma de destino. Dependiendo de los requisitos y capacidades del sistema, las aplicaciones pueden ir desde pequeñas utilidades de línea de comandos hasta complejas aplicaciones gráficas.
Sistemas de configuración y compilación: El desarrollo de Linux embebido a menudo implica sistemas de configuración y compilación que facilitan la personalización del sistema Linux para una plataforma embebida en particular. Herramientas como Buildroot, Yocto Project y OpenEmbedded ayudan a gestionar el proceso de configuración, compilación y despliegue. Permiten a los desarrolladores adaptar el sistema Linux, incluida la configuración del núcleo, la selección de componentes y la generación del sistema de archivos raíz, a sus necesidades específicas.
¿Por qué utilizar Linux integrado?
Linux ofrece versatilidad, asequibilidad y todo lo bueno del software de código abierto, lo que lo hace muy adecuado para sistemas empotrados. Se ha adaptado con éxito a microprocesadores personalizados, ampliando así su aplicabilidad.
A diferencia de los sistemas operativos propietarios, Linux presenta numerosas ventajas. Fomenta un ecosistema diverso de proveedores de software, desarrolladores y redes de soporte, lo que favorece la competencia y la flexibilidad. Con su núcleo estable, Linux garantiza un rendimiento fiable y constante.
Linux es compatible con muchas arquitecturas de chip, lo que le permite funcionar en dispositivos tan pequeños como los zócalos y tan grandes como los mainframes. Linux permite un enfoque modular para construir un sistema integrable personalizado, lo que aporta una mayor flexibilidad.
Las siguientes características hacen que Linux sea ideal para sistemas embebidos:
Flexibilidad: Embedded Linux dota a los dispositivos pequeños de las capacidades de un sistema operativo completo, otorgándoles una inteligencia y versatilidad notables. Los desarrolladores y administradores de sistemas pueden ajustar y personalizar el comportamiento de estos dispositivos para satisfacer requisitos específicos. Esta flexibilidad inherente garantiza que el dispositivo pueda realizar con eficacia multitud de tareas.
Estabilidad: Linux se ha ganado su reputación de estabilidad y fiabilidad, y el Linux integrado hereda estas cualidades excepcionales. Es capaz de funcionar ininterrumpidamente durante largos periodos de tiempo, meses o incluso años, sin sufrir caídas ni fallos. Esta notable estabilidad hace de Linux embebido una gran elección para sistemas críticos que exigen un funcionamiento ininterrumpido.
Código abierto: Embedded Linux prospera dentro de una vasta y entusiasta comunidad de código abierto. Este vibrante ecosistema permite a los desarrolladores y administradores de sistemas aprovechar una gran cantidad de recursos, bibliotecas y herramientas, lo que supone un importante ahorro de tiempo y esfuerzo a lo largo del proceso de desarrollo.
Soporte de hardware: Linux supera a otros sistemas operativos en este aspecto, ya que tiene una amplia compatibilidad con una gran variedad de plataformas de hardware. Cuenta con una amplia compatibilidad con diversos dispositivos, como controladores, interfaces de red, tarjetas gráficas y mucho, mucho más. Aunque puede haber un puñado de fabricantes que no ofrezcan controladores para Linux, la comunidad Linux se beneficia de desarrolladores dedicados que se dedican activamente a la ingeniería inversa de controladores de sistemas operativos alternativos para colmar cualquier laguna.
Estos factores han hecho que Linux sea muy popular en sistemas integrados, como smartphones y tabletas, así como en televisores inteligentes y routers.
La mejor distribución Linux integrada
Los sistemas embebidos han marcado el comienzo de una revolución tecnológica que ha transformado nuestra interacción con una amplia gama de dispositivos, desde electrodomésticos inteligentes hasta maquinaria industrial. En el centro de muchos de estos sistemas embebidos se encuentra Embedded Linux, un sistema operativo increíblemente robusto y flexible que facilita la fusión perfecta de hardware y software.
Algunas de las mejores distribuciones de Linux para desarrollo embebido son Proyecto Yocto, Buildrooty OpenWRT/LEDE.
El mejor ejemplo de Linux integrado es Androiddesarrollado por Google. Basado en un núcleo Linux modificado, Android se distribuye bajo una licencia de código abierto. Entre las versiones más conocidas de Linux embebido de pequeño tamaño se encuentran:
ETLinux: Una completa distribución de Linux diseñada para funcionar en pequeños ordenadores industriales.
LEM: A small (<8 MB) multi-user, networked Linux version that runs on 386s.
LOAF: distribución "Linux On A Floppy" que funciona en 386s.
uClinux: Linux para sistemas sin MMU.
uLinux: Una pequeña distribución de Linux que funciona en 386s.
ThinLinux: Una distribución minimizada de Linux para servidores de cámaras dedicados, controladores X-10, reproductores MP3 y otras aplicaciones integradas.
Linux para aplicaciones integradas
Desde su naturaleza de código abierto hasta su escalabilidad, pasando por el soporte para desarrolladores y las herramientas, Linux destaca como una plataforma ventajosa que la convierte en la principal preferencia de los desarrolladores para crear aplicaciones integradas.
Los desarrolladores han adaptado con éxito el núcleo Linux a numerosas arquitecturas. Esta flexibilidad permite a Linux liberarse de las limitaciones de los lenguajes de programación especializados que suelen encontrarse en entornos industriales. Además, en comparación con la programación de microcontroladores nativos, Linux ofrece un amplio soporte de lenguajes, lo que permite a los desarrolladores trabajar con una diversa gama de lenguajes de programación.
Linux cuenta con un completo conjunto de protocolos de red y presenta una notable escalabilidad. Además, la implantación de Linux en sistemas embebidos no requiere derechos de autor, lo que la convierte en una solución rentable.
Las ventajas mencionadas son sólo un atisbo de la extensa lista de razones que contribuyen al rápido crecimiento y popularidad de Linux embebido. Los desarrolladores lo prefieren por su versatilidad, fiabilidad y el inmenso potencial que ofrece para crear aplicaciones integradas innovadoras y eficientes.
Conclusión
Embedded Linux se distingue como un sistema operativo excepcional, con una amplia gama de características y funcionalidades que facilitan la integración armoniosa de componentes de hardware y software. Permite a los desarrolladores aprovechar sus capacidades en beneficio propio y crear sistemas embebidos que ofrecen un rendimiento y una eficiencia óptimos.
Además, Embedded Linux constituye una base sólida para crear soluciones sofisticadas e innovadoras en diversos ámbitos. Esto permite a los administradores de sistemas aprovechar todo el potencial de los sistemas embebidos, garantizando un rendimiento y una funcionalidad óptimos.
