Embedded Linux Kernel 포팅 기본

Embedded Linux Kernel 포팅 기본

1. 서론

Embedded 시스템에서 Linux Kernel을 포팅하는 것은 시스템 개발의 중요한 단계 중 하나입니다. 이번 포스팅에서는 Rockchip RK3399 시스템을 기준으로, 하드웨어 사양 분석에서부터 요구사항 정의까지 Linux Kernel 포팅의 기본 절차를 알아보겠습니다.

2. Embedded 시스템에서 Linux Kernel 포팅의 기본 절차

2.1 하드웨어 사양 분석

Embedded 시스템에 Linux Kernel을 포팅하려면 먼저 하드웨어 사양을 분석해야 합니다. 하드웨어 사양 분석은 다음과 같은 항목을 포함합니다:

1. CPU 아키텍처 확인: Rockchip RK3399은 ARMv8 기반의 Cortex-A72와 Cortex-A53 코어를 포함합니다.
2. 메모리 구조 분석: DRAM, Flash 메모리(MMC/eMMC, NAND 등) 등의 용량과 유형을 파악합니다.
3. I/O 인터페이스 식별: UART, SPI, I2C, GPIO 등 사용 가능한 인터페이스를 조사합니다.
4. 주요 주변 장치: 디스플레이, 네트워크 칩, 센서 등의 사양을 확인합니다.

예제: Rockchip RK3399 하드웨어 스펙

CPU: Dual Cortex-A72 @ 2.0GHz + Quad Cortex-A53 @ 1.5GHz
GPU: Mali-T860 MP4
RAM: LPDDR4 4GB
Storage: eMMC 5.1
Interfaces: USB 3.0, PCIe, HDMI 2.0, MIPI-DSI
Networking: Gigabit Ethernet

2.2 요구사항 정의

하드웨어 사양 분석 후에는 시스템 요구사항을 정의해야 합니다. 요구사항 정의 단계에서는 시스템이 충족해야 할 기능과 제약 사항을 명확히 해야 합니다.

요구사항 정의 항목

1. 부팅 요구사항:
   • U-Boot와 같은 Bootloader 필요 여부 확인
   • 부팅 속도 및 초기화 시간
2. 커널 기능 요구사항:
   • 필요한 커널 드라이버 (e.g., 네트워크, 디스플레이, 오디오)
   • 전력 관리 및 절전 모드
3. 파일 시스템:
   • Root 파일 시스템 유형 (e.g., ext4, squashfs)
   • 파일 크기 및 스토리지 용량 계획
4. 애플리케이션 환경:
   • 사용자 애플리케이션이 사용하는 라이브러리 및 데몬

예제: RK3399 요구사항 정의

1. Bootloader: U-Boot
2. Kernel Features:
    - Ethernet (Gigabit) 드라이버 필요
    - HDMI 디스플레이 출력 지원
    - USB 3.0 저장장치 지원
3. Root Filesystem: ext4 (용량 8GB)
4. Application: Python 3.10 및 미디어 재생 애플리케이션

2.3 Linux Kernel 빌드 환경 설정

빌드 환경 구성

• 호스트 시스템 요구사항: Ubuntu 20.04 이상, GCC 크로스 컴파일러 설치
• 필요 패키지 설치:

  sudo apt update
  sudo apt install -y build-essential gcc-aarch64-linux-gnu libncurses-dev bison flex libssl-dev

Kernel 소스 다운로드

git clone https://github.com/rockchip-linux/kernel.git
cd kernel

커널 구성

RK3399에 맞는 기본 구성 파일을 로드합니다:

make ARCH=arm64 CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu- rockchip_defconfig

2.4 커널 빌드 및 설치

커널 빌드

make ARCH=arm64 CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu- -j$(nproc)

생성된 커널 이미지

• zImage: Linux Kernel 실행 파일
• dtb 파일: Device Tree Blob, 하드웨어 설정 정보 포함

커널 및 dtb 설치

sudo cp arch/arm64/boot/Image /mnt/boot
sudo cp arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3399.dtb /mnt/boot

3. 결론

Embedded 시스템에서 Linux Kernel을 포팅하는 기본 절차를 Rockchip RK3399을 기준으로 설명했습니다. 하드웨어 사양 분석과 요구사항 정의가 제대로 이루어져야 안정적인 시스템 개발이 가능합니다.

4. 참고 자료

• Rockchip RK3399 Wiki
• Linux Kernel Documentation