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Aus Raspberry Pi Geek 04/2017

Neues Embedded-Betriebssystem Minoca OS

© Anelina, 123RF

Grundstein

Erik Bärwaldt

Das neue Betriebssystem Minoca OS möchte sich als Allrounder für Embedded-Systeme profilieren.

In den letzten Jahren verwischen die Grenzen zwischen Computer und Unterhaltungselektronik zunehmend, und jetzt schickt sich das Internet der Dinge (Internet of Things, kurz IoT) an, den Computer in sämtlichen Lebensbereichen zu etablieren. Dabei spielt es keine Rolle, ob es um das Smart Home mit vernetzten Haushaltsgeräten geht, das die Bewohner entlastet und gleichzeitig intelligent wirtschaftet, oder um Anlagen in der Industrie, die Produktionsabläufe verbessern und gleichzeitig Herstellungsprozesse ermöglichen, die sich an der Nachfrage orientieren.

All diesen Szenarien ist eins gemein: Kleine, eingebettete Computersysteme mit spezialisierter Software in Geräten und Anlagen bilden die Kernkomponenten dieser Entwicklung. Für diese Aufgaben eignen sich kompakte Einplatinen-Systeme wie der Raspberry Pi und ein modulares und sicheres Betriebssystem wie Minoca OS [1] ideal.

Minoca OS

Das kürzlich unter der GNU GPLv3 veröffentlichte Minoca OS präsentiert sich als extrem schlankes, von Grund auf neu entwickeltes Allround-System, das POSIX-Standards berücksichtigt. Anders als bei vielen anderen Embedded-Lösungen handelt es sich also nicht um ein abgespecktes herkömmliches Betriebssystem.

Dabei unterstützt Minoca OS präemptives Multitasking und arbeitet ereignisgesteuert. Durch sehr geringe Anforderungen in Bezug auf Energiebedarf sowie Arbeits- und Massenspeicher eignet sich das System vor allem für jede Form von Embedded-Systemen. Dabei reicht die Palette von Wearables über das Steuern von Industrieanlagen bis hin zum vernetzten Smart Home. Bereits für andere Betriebssysteme vorhandene Applikationen lassen sich dank der POSIX-Konformität mit relativ geringem Aufwand für Minoca OS portieren.

Die Software steht für verschiedenste Plattformen bereit, wobei der Schwerpunkt eindeutig auf Mini-PCs liegt: Neben x86-Systemen unterstützt Minoca OS ARMv6- und ARMv7-Architekturen. Für den RasPi gibt es gleich zwei Images, eins für die erste RasPi-Generation und eins für den RasPi 2/3 [2]. Letzteres unterstützt jedoch nicht die erweiterten 64-Bit-Fähigkeiten der neuen ARMv8-Architektur des RasPi 3 Model B.

Für Einsteiger bieten die beiden Entwickler zusätzlich noch ein Starterkit an, das Minoca OS in einer virtuellen Qemu-Umgebung startet. Daneben steht Minoca OS GPL-konform im Quellcode bereit [3]. Zu guter Letzt finden Sie auf der Webseite Tools für Entwickler, wie etwa einen Debugger und eine Toolchain [4].

Das System bringt bereits eine stattliche Ausstattung an Treibern und Modulen für Netzwerkadapter, USB-Hosts, Speichercontroller und andere Geräte mit. Eine entsprechende Liste halten die Entwickler auf der Projektseite bereit [5]. Vor der Installation des Systems auf nicht offiziell unterstützten Rechnern lohnt es sich, einen Blick darauf zu werfen.

Minoca OS verfügt über einen Paketmanager namens Opkg. An Software liefern die Entwickler bereits einige Pakete für die Software-Entwicklung mit, so unter anderem Ruby, Lua oder Python. Verschiedene Repositories gestatten das Herunterladen weiterer Pakete.

Minoca OS installieren

Für den Raspberry Pi laden Sie zunächst das für das jeweilige System passende Abbild herunter (auch auf Heft-DVD) und legen anschließend unabhängig vom Modell eine bootfähige SD-Karte an, indem Sie das Image im Terminal mit dem folgenden Befehl auf die Karte befördern:

$ dd -if Image of=Gerät bs=4M

Achten Sie darauf, dass Sie die Speicherkarte zuvor mit einer VFAT-Partition versehen. Nach dem Übertragen der Daten steht Minoca OS startklar bereit (Abbildung 1).

Abbildung 1: Der Startbildschirm von Minoca OS zeigt lediglich einen Prompt und einige Statusanzeigen des Systems.

Abbildung 1: Der Startbildschirm von Minoca OS zeigt lediglich einen Prompt und einige Statusanzeigen des Systems.

Optik

Minoca OS kommt derzeit noch ohne eine grafische Oberfläche, es liegen weder ein X11-Server noch ein Wayland-Display-Server bei. Der Grund für die Abstinenz in Sachen grafische Arbeitsumgebung liegt in derzeit noch bestehenden Problemen mit der Treiberausstattung für Grafikhardware: Einige Hersteller implementieren in ihre Treiber proprietären Code und zeigen nur wenig Bereitschaft, diesen Code der freien Entwicklergemeinde bereitzustellen. Das macht die Arbeit an Software für solche Komponenten äußerst mühselig. Hinzu kommt, dass man insbesondere Embedded-Anwendungen nur selten über grafische Oberflächen steuert und diese für Entwicklungsumgebungen keine große Relevanz besitzen.

Nach dem Start sehen Sie oben horizontal eine Anzeige der benötigten Systemressourcen: Hier finden Sie Daten zum Arbeitsspeicher und Cache-Bedarf sowie der Last auf der CPU. Dabei zeigt sich, dass selbst die Hardware eines Raspberry Pi 1 Modell B für das schlanke System mehr als ausreicht.

Syntax

Da es sich bei Minoca OS um ein komplett neu entwickeltes Betriebssystem handelt, besitzt es eine eigene, nicht völlig mit anderen Systemen übereinstimmende Befehlssyntax. Die Entwickler von Minoca OS erfanden allerdings das Rad keineswegs neu, sondern orientierten sich an anderen Unix-ähnlichen Systemen, sodass Entwickler und Anwender, die mit diesen vertraut sind, sich schnell zurechtfinden.

So startet das System in einen zur Bourne-Shell kompatiblen Prompt, an dem Sie Befehle wie ls zum Auflisten von Verzeichnissen und Dateien ebenso nutzen wie ps, das Ihnen laufende Prozesse anzeigt. Auch die Verzeichnishierarchie ähnelt der von Unix-Systemen: So finden sich in der Ebene unterhalb des Wurzelverzeichnisses mit /bin, /dev, /etc, /home, /lib, /mount, /root, /usr und /var bekannte Unterverzeichnisse.

Beim Verwalten der Rechte brauchen Sie nicht groß umzulernen, sofern Sie von Linux kommen: Es gibt nur die Attribute rwx, die das System jeweils nach Eigentümern, Gruppen und allen anderen Benutzern sortiert. Die Rechte modifizieren Sie analog zu ähnlichen Systemen über den Befehl chmod im Terminal. Die Inhalte einer Datei sehen Sie wie unter Linux mit cat ein; zum Bearbeiten steht der von Raspbian vertraute Texteditor Nano bereit.

Um nähere Informationen zu den einzelnen Befehlen zu erhalten und deren Parameter zu erlernen, geben Sie den jeweiligen Befehl am Prompt mit dem Parameter --help ein. Daraufhin listet das System die gängigen Optionen auf (Abbildung 2).

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