Was muss ich tun, damit Embedded-Linux in einer Sekunde bootet?

von Jan Altenberg (linutronix GmbH)

Linux ist einer der Durchstarter im Bereich der Embedded-Betriebssysteme. Neben guter Skalierbarkeit, Echtzeitfhigkeit und Robustheit zeichnet es sich nicht zuletzt durch seine erstklassige Untersttzung von Energiesparfunktionen aus. Neben den blichen Powersafe-Modi, wie Suspend-to-RAM, kann Linux mit Funktionen wie ''Dynamic Ticks'' aufwarten, die das System nicht durch einen fixen Schedulertick, sondern nur bei Bedarf aufwachen lassen. Doch wieviel Strom darf ein System im Standbybetrieb verbrauchen? Die Antwort auf diese Frage fllt je nach Anwendungsfall sehr unterschiedlich aus.

Automotiveanwendungen zum Beispiel erfordern einen Ruhestrom unter der Selbstentladung einer Fahrzeugbatterie. Fr Embeddedsysteme bedeutet diese Anforderung in der Regel einen Power-Off-Zustand. Hier kommt eine weitere Strke von Linux zum Tragen: Mit Linux sind Bootzeiten von deutlich unter einer Sekunde zu erreichen. Das Anstarten einer Steuerapplikation ist innerhalb von 400-800ms nach Power-On zu bewerkstelligen. Somit erffnet Linux ganz neue Mglichkeiten, Energie zu sparen: Im Ruhezustand wird das System einfach abgeschaltet.

Doch nicht nur energiekritische Anwendungen profitieren von der Mglichkeit, in weniger als 1s zu booten. Leistungsfhige Prozessoren halten auch in Bereichen Einzug, die zuvor auf Mikrocontrollerebene programmiert wurden. Hier ist es in neuen Produktgeneration oft schwer zu argumentieren, da nun zwar eine deutlich leistungsfhigere CPU zum Einsatz kommt, aber aufgrund der Notwendigkeit eines Betriebssystems, die Einschaltzeiten des Systems nun deutlich schlechter sind.

Auch hier bietet eine linuxbasierte FastBOOT Technologie ganz neue Mglichkeiten: Die Vorteile eines Betriebssystems werden mit den Anforderungen extrem schneller Startzeiten kombiniert. Dieser Vortrag zeigt ein Fastboot-Konzept, basierend auf einem minimalem Bootloader und Linux.

Über den Autor Jan Altenberg:

Jan Altenberg studierte Informationstechnik mit Vertiefungsrichtung Ingenieurinformatik an der Berufsakademie Suttgart (Campus Horb). Er beschftigt sich bereits seit vielen Jahren beruflich mit Linux. U.a. betreute er verschiedene Arbeiten fr das EU-Projekt OCEAN, welches sich zum Ziel setzte, eine offene Steuerungsplattform auf Basis von Realtime Linux zu schaffen. Weiterhin trug er bei einem namhaften Maschinenhersteller die volle konzeptionelle Verantwortung fr die Einfhrung von Linux in der neuen Steuerungsgeneration. Seit 2007 arbeitet er fr die linutronix GmbH (im Bereich BSPs, FastBOOT, Schulungen, Consulting).