فلش‌کارت‌های آموزشی لینوکس تعبیه‌شده بدون درایور اختصاصی؛ اتصال هوشمند سخت‌افزار با زیرسیستم‌های آماده

🎓 دوره آموزشی جامع

📚 اطلاعات دوره

عنوان دوره: دوره لینوکس تعبیه‌شده بدون درایور اختصاصی؛ اتصال هوشمند سخت‌افزار با زیرسیستم‌های آماده

موضوع کلی: توسعهٔ نرم‌افزار سیستم‌های تعبیه‌شده

موضوع میانی: یکپارچه‌سازی سخت‌افزار در لینوکس تعبیه‌شده

📋 سرفصل‌های دوره

• 1. چرا نوشتن درایور اختصاصی را پرهزینه و پرریسک می‌دانیم؟
• 2. راهکارهای جایگزین: درایور موجود، زیرسیستم عمومی، فضای کاربر، هم‌پردازنده، تغییر سخت‌افزار
• 3. ماتریس تصمیم‌گیری برای انتخاب مسیر کم‌ریسک‌تر
• 4. تعریف الزامات عملکردی، زمانی، الکتریکی و نگهداری
• 5. تحلیل هزینهٔ مالکیت از توسعه تا ارتقا
• 6. تعیین معیارهای رد شدن و پذیرش طراحی
• 7. معماری لینوکس تعبیه‌شده و مرز هسته و کاربر
• 8. مدل دستگاه لینوکس و نقش درایور در شناسایی سخت‌افزار
• 9. رابط‌های کاربری استاندارد و ثبات ABI
• 10. نقش BSP، توزیع هسته و سازگاری نسخه‌ها
• 11. پیمایش مخزن درایورها و کتابخانه‌های موجود
• 12. ارزیابی مجوز، پشتیبانی و چرخه عمر قطعات
• 13. استخراج مشخصات از دیتاشیت و نقشه مدار
• 14. تدوین بودجه زمان پاسخ، نرخ نمونه‌گیری و پهنای باند
• 15. تعیین نیازهای وقفه، DMA، بافر و مصرف حافظه
• 16. تعیین الزامات پایداری، بازیابی خطا و راه‌اندازی مجدد
• 17. انتخاب رابط فیزیکی بر پایه مصرف انرژی، هزینه و پیچیدگی
• 18. مستندسازی فرضیات و ریسک‌های اتصال سخت‌افزار
• 19. تنظیم هسته، ماژول‌ها و سرویس‌های راه‌اندازی
• 20. استفاده از درایورهای آماده و فعال‌سازی ماژول‌ها
• 21. تطبیق نسخه درایور، هسته و firmware
• 22. مدیریت پیکربندی پلتفرم با Yocto یا Buildroot
• 23. کنترل پیکربندی هسته و جلوگیری از وابستگی پنهان
• 24. طراحی قابل تکرار برای چند نسخه سخت‌افزار
• 25. مبانی Device Tree و نقش آن در توصیف سخت‌افزار
• 26. ساختار node، property، phandle و مرجع منابع
• 27. compatible و binding و اهمیت سازگاری
• 28. تعریف busها، آدرس‌دهی و child devices
• 29. تنظیم پین‌ها، clockها، resetها و regulatorها
• 30. تعریف IRQ، DMA channels و نام‌گذاری منابع
• 31. اعتبارسنجی Device Tree با dtc و dt-schema
• 32. استفاده از overlay برای توسعه بدون تغییر هسته
• 33. حمل overlay در امضای سیستم و فرایند راه‌اندازی
• 34. عیب‌یابی خطاهای parse، probe و conflict
• 35. محدودیت‌ها و خطاهای رایج در Device Tree
• 36. شناخت مسیر داده I2C تا کاربر
• 37. پیکربندی و پایش بوس I2C
• 38. توسعه SPI با spidev و کنترل خط‌های انتخاب
• 39. اتصال UART با serial console و tty
• 40. کنترل GPIO با GPIO sysfs و libgpiod
• 41. تولید PWM با زیرسیستم PWM
• 42. دریافت ADC/DAC با IIO
• 43. ارتباط CAN با can-utils و socket CAN
• 44. اتصال Ethernet با درایور موجود و ابزار ip
• 45. اتصال USB با درایورهای هسته و libusb
• 46. اتصال ذخیره‌ساز MMC با درایور و فایل‌سیستم
• 47. کشف و پیکربندی PCIe
• 48. یکپارچه‌سازی صدا با ALSA و زیرسیستم صوتی
• 49. مدل‌سازی دستگاه‌های چندعملکردی با MFD
• 50. استفاده از زیرسیستم‌های LED، ورودی، RTC، watchdog و thermal
• 51. مدیریت منابع تغذیه، regulator و fan
• 52. انتقال firmware و انتخاب زمان اجرای آن
• 53. ارتباط Linux با میکروکنترلر یا co-processor
• 54. طراحی رابط IPC میان هسته و هم‌پردازنده
• 55. به‌روزرسانی امن firmware و مدیریت rollback
• 56. ساخت پروتکل کاربردی پایدار بر روی رابط‌های آماده
• 57. یکپارچه‌سازی سرویس‌ها با D-Bus
• 58. انتخاب بین ioctl، فایل ویژه، socket و پیام‌رسانی
• 59. سنجش latency و انتخاب polling یا interrupt
• 60. استفاده از DMA و تنظیم بافرها بدون درایور اختصاصی
• 61. بررسی PREEMPT_RT و محدودیت‌های فضای کاربر برای real-time
• 62. مدیریت هم‌زمانی، صف‌ها و مصرف CPU
• 63. طراحی خطاهای timeout، recovery و restart
• 64. مشاهده وضعیت دستگاه با sysfs و devtmpfs
• 65. استفاده از debugfs و tracefs برای ریشه‌یابی
• 66. پایش لاگ‌ها با journalctl، dmesg و ابزارهای runtime
• 67. پیکربندی ابزارهای I2C، SPI، UART و CAN
• 68. عیب‌یابی سخت‌افزار با اسیلوسکوپ و تحلیل‌گر منطق
• 69. طراحی آزمایش عملکرد، پایداری و مصرف انرژی
• 70. ساخت تست خودکار و سناریوهای regression
• 71. کنترل دسترسی، مجوز دستگاه‌ها و سطح دسترسی firmware
• 72. مستندسازی bindings، دستورها و رفتار بازیابی
• 73. پیکربندی deployment و مدیریت نسخه‌های runtime
• 74. طراحی rollback، مانیتورینگ و به‌روزرسانی از راه دور
• 75. پروژه پایانی: طراحی اتصال سخت‌افزار بدون درایور اختصاصی