PDF de programación - Sistemas embebidos

GNU/Linux, software libre para la
comunidad universitaria

I

GNU/Linux, software libre para la comunidad universitaria

Sistemas embebidos

GNU/Linux, software libre para la
comunidad universitaria

II

Copyright (C) 2010 José María Peribáñez Redondo [email protected]
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GNU/Linux, software libre para la
comunidad universitaria

III

COLABORADORES

TÍTULO :

GNU/Linux, software libre para la comunidad
universitaria

ACCIÓN

NOMBRE

FECHA

FIRMA

ESCRITO POR

José María

1 de noviembre de 2010

Peribáñez Redondo

HISTORIAL DE REVISIONES

NÚMERO

FECHA

MODIFICACIONES

NOMBRE

1.00

28-10-2010

José María

Peribáñez Redondo

GNU/Linux, software libre para la
comunidad universitaria

Índice general

1. Introducción

2. Por qué GNU/Linux triunfa en los sistemas embebidos

3. No todo es de color rosa

4. Atom sí, Atom no, Atom depende

5. Cambiar el software del dispositivo
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5.1. El kit de la cuestión .
5.2. Cómo de complicado es cambiar el firmware . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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6. Qué hardware podemos usar

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6.1. NSLU2 de Linksys (XScale IXP420) .
6.2. FreeAgent DockStar de Seagate (Marvell 6281) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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6.3. El NAS de Dealextreme/WLX-652/ (STAR STR8131 ARMv4) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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6.4. BifferBoard (RDC 321x)
6.5. Omnima Embedded Controller/Edimax router BR6104KP (Infineon ADM5120) . . . . . . . . . . . . .
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6.6. Otras opciones

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7. Instalar OpenWrt en un ADM5120

8. Ecotorrent

9. Sugerencia de línea de proyectos innovadores

10. Para saber más

A. GNU Free Documentation License

IV

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Capítulo 1

Introducción

GNU/Linux tiene fama de ser un sistema operativo minoritario fuera del campo de los servidores y de nichos de mercado como
la industria del cine: los más agoreros pronostican que nunca podrá ser un sistema operativo para el gran público como Windows.
Se equivocan. En realidad, mucha gente está usando Linux sin saberlo y de hecho puede tener más de un GNU/Linux en su casa
funcionando.
El motivo es que GNU/Linux es muy usado en sistemas empotrados (la traducción habitual, junto embebidos, del término
embedded en inglés), es decir, en hardware que no son ordenadores personales sino dispositivos con un uso específico, por
ejemplo un GPS o un reproductor de vídeo.
Así, si una persona tiene un navegador de TomTom, un televisor Sony Bravia, el lector de libros electrónicos de Amazon,
cualquiera de los muchos teléfonos Android, un PalmPre o un Nokia N900 tiene un Linux en su vida. Varios modelos de routers
ADSL (como el Comtremd CT536+) así mismo llevan GNU/Linux y lo mismo es aplicable a la mayoría de los reproductores
multimedia de MKV, a no pocos modestos reproductores de Divx, los decos de Imagenio o a muchos NAS. Linux no sólo se
usa en smartphones sino en teléfonos móviles convencionales: sólo con mobilinux se han vendido 35 millones de dispositivos
móviles como teléfonos, equipos médicos, GPS y POS móviles (http://mvista.com/product_detail_mob.php)
El mercado de empotrados tiene un gran potencial. Desde que en 1990 se fundara ARM se han comercializado más de 15.000
millones de chips bajo licencia ARM y no hay que olvidar que hay otros vendedores como MIPS. Como referencia la población
mundial se cifra en unos 6.800 millones de personas.
GNU/Linux se incluye tanto en dispositivos de uso muy específico que valen muchos miles de euros (como simuladores de
combate) como en soluciones para construir Set-top-boxes. Llama la atención que ya hace 5 años (desde luego Linux no es
un recién llegado en el sector) se podía encontrar un SoC (System on chip) que por 11$ integraba el procesador, controladores
USB, smartcard, salida televisión, decodificación MPEG2... Por supuesto no vamos a encontrar hardware por 11$ dónde ejecutar
GNU/Linux: al SoC hay que añadir más componentes electrónicos, conectores, memoria RAM y flash, alimentador, además de
ser precios aplicados a grandes volúmenes de compras. Pero por 28 EUR sí que vamos a encontrar un dispositivo con 32MB de
RAM, dos conectores USB y puerto de red.
Hay dos tipos de personas que tienen interés práctico en aprender sobre sistemas empotrados y GNU/Linux: por un lado están
aquellos que se plantean crear un nuevo producto. Por otro están aquellas personas que les interesa la posibilidad de cacharrear
con hardware popular y tratar de sacarlo el máximo partido. A estas segundas personas va orientado este texto, con el deseo de
que la persona inquieta que hoy empieza cacharreando se anime quizás en el futuro a dar el salto a innovador y convertir un
hobby en un trabajo.
En el terreno práctico, nos vamos a centrar en hardware concreto con la característica de ser barato y consumir muy poco, que sea
una alternativa a tener el ordenador siempre encendido. La primera aplicación que viene a la cabeza es cliente de bittorrent, pero
realmente hay muchas más posibilidades. Comentaremos también si esto sigue teniendo sentido hoy en día con los procesadores
Atom, que son bastante baratos y de bajo consumo.

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Capítulo 2

Por qué GNU/Linux triunfa en los sistemas em-
bebidos

Antes de entrar en harina e ir a por los aspectos prácticos, un poco de culturilla general sobre el porqué se está apostando por
usar Linux en tantos dispositivos.
De partida, cabe destacar que Linux triunfa pese a que hay otros sistemas que están diseñados específicamente para sistemas
empotrados y que gracias a ello además de funcionar muy bien demandan menos recursos. Esto no es un detalle menor, porque
si un sistema especializado necesita menos memoria que Linux y se trata de un dispositivo de bajo coste fabricado masivamente,
el ahorro que supone incluir menos memoria no es en absoluto irrelevante.
¿Qué explica entonces el éxito de Linux? ¿serán los royalties? En sistemas en que se fabrican muchas unidades puede ser un
factor importante, pero posiblemente en otros proyectos pese a su favor más lo que en principio parecía un inconveniente: no es
un sistema específico para empotrados, sino un sistema diseñado para todo tipo de máquinas y muy especialmente los populares
PC. Esto, a la postre tiene sus ventajas:

Soporta todo tipo de hardware e incorpora los más modernos protocolos de red y tiene muchas bibliotecas de desarrollo.
En contraste, puede haber sistemas más optimizados para dispositivos con pocos recursos, pero ser un problema para añadir
soporte para nuevo hardware o añadir software. Pensemos por ejemplo en un NAS que admite discos internos y USB: muchos
sistemas antiguos pueden limitar la controladora SATA y no digamos los dispositivos USB que reconocerán, así como la
posibilidad de que funcione SAMBA y un cliente de bittorrent.

Se programa igual que cualquier otro Linux; se puede reutilizar software y lo que es también muy importante, es más fácil en-
contrar programadores. Linux no es el sistema más popular, pero tiene un número de desarrolladores entusiastas que desearían
los otros sistemas.

Es un sistema muy robusto y eficiente, muy probado al ser el mismo código que el usado en escritorios y servidores: ningún
otro kernel, incluyendo el de Windows, tiene tanta gente contratada trabajando en él.

La desventaja de estar en origen menos optimizado para empotrados, se ha difuminado por dos motivos; por un lado mucha
gente ha aportado modificaciones para adaptarlo y optimizarlo para sistemas empotrados, curiosamente a la par que otros han
progresado en la misma medida en el sector más diferente a los embebidos, el de las supercomputadoras. También ha influido
la propia evolución tecnológica: ahora hay chips lo suficientemente potentes para ejecutar Linux que son tan baratos, que no
merece la pena tratar de buscar otros más simples y si los hay, pues para tener opciones como USB o red no tienen sentido los
diseños más simples antiguos.

Hay varios ejemplos de todo esto, como el avance de Linux frente al retroceso de Windows Mobile (también conocido como
Windows CE) que aunque sea de Microsoft no tiene nada que ver con Windows y es un sistema diseñado específicamente para
empotrados. De hecho el otro sistema que ha triunfado en los móviles, el iPhone, usa un sistema operativo adaptado de MacOSX,
no un sistema diseñado desde el principio para móviles. También se puede comparar con la evolución de eCoS, un sistema
operativo diseñado para empotrados desde el principio, que es software libre y tiene la misma licencia que Linux por lo que
tampoco hay pago de royalties. ECoS fue adquirido en su momento por la empresa líder en GNU/Linux, Red Hat, pero lo ha

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ido abandonando en favor de Linux y ha terminado cediendo el copyright a la Free Software Foundation. Con todo, eCOS sigue
desarrollándose y usándose con numerosos casos de éxito: http://www.ecoscentric.com/ecos/examples.shtml) y debe destacarse
que al utilizar el API POSIX es utilizable por programadores de Linux. Como curiosidad, muchos sistemas empotrados con
independencia del sistema que ll