개발 환경 설정
실시간 리눅스 기반 제어 소프트웨어 개발을 위해서는 적절한 개발 환경을 설정하는 것이 중요하다. 이 과정은 다음과 같은 주요 단계로 구성된다.
1. 실시간 리눅스 커널 설치
리눅스 시스템에서 실시간 성능을 제공하려면 실시간 패치(RT patch)가 적용된 커널을 사용해야 한다. 이를 위해 다음 단계를 수행한다.
- 커널 소스 코드 다운로드: 커널 소스 코드를 다운로드한다. 이는
kernel.org웹사이트에서 가능한다. - RT 패치 적용: 다운받은 커널 소스 코드에 실시간 패치를 적용한다. RT 패치는
kernel.org의 별도 섹션에서 제공된다. - 커널 컴파일 및 설치: 패치된 커널을 컴파일하고 설치한다.
예시 명령어:
cd /usr/src
wget https://www.kernel.org/pub/linux/kernel/v5.x/linux-5.10.1.tar.xz
tar -xvf linux-5.10.1.tar.xz
cd linux-5.10.1
wget https://www.kernel.org/pub/linux/kernel/projects/rt/5.10.1-rt20.patch.xz
xzcat 5.10.1-rt20.patch.xz | patch -p1
make menuconfig # 실시간 기능 활성화
make
sudo make modules_install
sudo make install
2. 개발 도구 설치
개발을 위해 필요한 도구와 라이브러리를 설치한다. 일반적으로 필요한 도구는 다음과 같다:
- 컴파일러(GCC): 리눅스 커널 및 사용자 공간 애플리케이션을 컴파일한다.
- GDB: 디버깅 도구로, 실시간 환경에서도 유용하다.
- CMake: 빌드 자동화 도구로, 프로젝트 빌드 설정을 관리한다.
설치 명령어 예시:
sudo apt-get update
sudo apt-get install build-essential
sudo apt-get install gdb
sudo apt-get install cmake
3. 라이브러리 및 종속성
실시간 시스템에서 사용될 라이브러리와 종속성을 설치한다. RT 예제를 다룰 때 유용한 라이브러리로는 libprtd, libprtd-dev 등이 있다.
설치 명령어 예시:
sudo apt-get install libprtd libprtd-dev
4. 설정 파일 수정
실시간 성능을 최적화하기 위해 시스템 설정 파일을 수정해야 할 수도 있다. 특히, GRUB 부트로더 설정을 수정하여 실시간 커널을 기본으로 사용하도록 설정한다.
sudo nano /etc/default/grub
GRUB_DEFAULT를 수정하여 실시간 커널을 기본으로 설정한다.
GRUB_DEFAULT="Advanced options for Ubuntu>Ubuntu, with Linux 5.10.1-rt20"
변경 사항을 적용하려면 update-grub 명령을 실행한다:
sudo update-grub
5. 시스템 설정 조정
실시간 애플리케이션의 성능을 최적화하기 위해 다음과 같은 시스템 설정을 조정한다:
- CPU 고정: 특정 CPU 코어에 실시간 애플리케이션을 고정(pin)하여 실행한다.
- IRQ 설정: 특정 인터럽트를 고정하여 처리 시간을 최소화한다.
예시 스크립트:
echo 1 > /proc/irq/XXX/smp_affinity
6. 프로젝트 설정
마지막으로, 실시간 리눅스 기반 제어 소프트웨어 프로젝트를 설정한다. CMake를 사용하여 프로젝트 디렉토리를 생성하고, CMakeLists.txt 파일을 작성한다.
프로젝트 구조 예시:
my_project/
├── src/
│ └── main.c
├── include/
│ └── main.h
└── CMakeLists.txt
CMakeLists.txt 예시:
cmake_minimum_required(VERSION 3.10)
project(MyRealTimeProject)
set(CMAKE_C_STANDARD 11)
include_directories(include)
add_executable(MyRealTimeProject src/main.c)
이로써 기본적인 개발 환경 설정이 완료된다. 이후 단계로는 소스 코드 작성, 테스트 및 디버깅을 통해 실시간 리눅스 기반 제어 소프트웨어를 개발해 나갈 수 있다.