Implementación de una distribución de Linux empotrado que integra EPICS utilizando Buildroot

Hernández Lahera, Carlos Javier (2017). Implementación de una distribución de Linux empotrado que integra EPICS utilizando Buildroot. Proyecto Fin de Carrera / Trabajo Fin de Grado, E.T.S.I. y Sistemas de Telecomunicación (UPM), Madrid.

Description

Title: Implementación de una distribución de Linux empotrado que integra EPICS utilizando Buildroot
Author/s:
  • Hernández Lahera, Carlos Javier
Contributor/s:
  • Ruiz González, Mariano
Item Type: Final Project
Date: 15 June 2017
Subjects:
Faculty: E.T.S.I. y Sistemas de Telecomunicación (UPM)
Department: Ingeniería Telemática y Electrónica
Creative Commons Licenses: Recognition - No derivative works - Non commercial

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Abstract

El objetivo de este proyecto es la generación de una distribución de Linux empotrada (“embedded”) usando Buildroot para la plataforma Raspberry Pi, y que incluya una versión funcional del sistema EPICS (Experimental Physics and Industrial Control System). Dado que EPICS se utiliza para implementar sistemas distribuidos de control a gran escala (por ejemplo en aceleradores de partículas o grandes telescopios), es habitual que los equipos usados para implementar EPICS sean muy caros y sofisticados. Sin embargo, en este proyecto se ha implementado EPICS en un sistema de bajo costo (unos 40€) muy accesible, como es la Raspberry Pi, lo que permitirá el acceso y la experimentación con EPICS en laboratorios con pocos recursos y usando software de código abierto. Primero se ha implementado EPICS sobre una distribución estándar de Linux para la Raspberry Pi (Raspbian en concreto) lo que permite familiarizarse tanto con el dispositivo Raspberry Pi como con EPICS. El paso siguiente ha sido generar nuestra propia distribución Linux usando la herramienta Buildroot, obteniendo una distribución mucho más eficiente en consumo de recursos que una distribución estándar, y a la medida de nuestras necesidades. Este proceso nos permitirá profundizar en el proceso de creación de sistemas empotrados en máquinas con pocos recursos (nuestra distribución va a ocupar únicamente unos 500Mb). Después, se ha utilizado la herramienta Buildroot para generar un entorno de compilación cruzada que nos permita adaptar EPICS a la Raspberry Pi. Una vez compilado EPICS de tal forma que pueda ejecutarse en la Raspberry Pi, lo hemos integrado en nuestra distribución de Linux hecha a medida. El entorno de compilación cruzada se ha implementado sobre una máquina virtual (VMware) ejecutando la distribución de Linux Ubuntu 14, para no depender de un hardware concreto y por tanto facilitar su portabilidad y posible implementación en laboratorio. Se ha detallado el proceso de creación de la máquina virtual y todos los paquetes necesarios para su funcionamiento. Por último, se ha comprobado que nuestra distribución Linux hecha a medida con EPICS integrado funciona de forma correcta y que se puede utilizar una herramienta como Control System Studio (CSS) para montar un sistema de control de forma muy sencilla. ABSTRACT. The objective of this project is the generation of an embedded Linux distribution for the Raspberry Pi platform, and the inclusion of an operational version of the EPICS System (Experimental Physics and Industrial Control System) into that distribution. Since EPICS is used to implement large-scale distributed control systems (e.g. particle accelerators or large telescopes), the equipment usually used to implement EPICS is very expensive and sophisticated. However, in this project we are going to implement EPICS in a very low-cost and widespread system (about 40€), the Raspberry Pi. This would allow EPICS access and experimentation to laboratories with few resources, and using open-source software. First, EPICS has been implemented on a standard Linux distribution for Raspberry Pi (Raspbian in particular), thus making it possible to become familiar with both Raspberry Pi and EPICS. The next step has been to generate our own Linux distribution using the Buildroot tool, obtaining a much more efficient distribution in terms of resource consumption than a standard distribution, and tailored to our needs too. This process will allow us to find out more about the process of developing embedded systems in low-resources machines (our distribution will take up 500MB of disk space). Next, the Buildroot tool has been used to generate a cross-compilation environment, in order to adapt EPICS to Raspberry Pi. Once EPICS has been compiled in such a way that it can run on Raspberry Pi, we have integrated it into our custom Linux distribution. The cross-compilation environment has been implemented on a virtual machine (VMware) running Ubuntu Linux 14, allowing us not to depend on specific hardware and therefore facilitating portability and easier implementation in the laboratory. Process of creating the virtual machine has been explained, along with all the necessary packages. Finally, our custom Linux distribution with integrated EPICS has been tested, and we have used a tool like Control System Studio (CSS) to implement a very simple control system.

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Item ID: 48764
DC Identifier: http://oa.upm.es/48764/
OAI Identifier: oai:oa.upm.es:48764
Deposited by: Biblioteca Universitaria Campus Sur
Deposited on: 15 Dec 2017 06:46
Last Modified: 15 Dec 2017 06:46
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