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Development Kit
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Raspberry Pi Devkit

  • Raspberry Pi 4B
  • 2GB RAM
  • USB - Ethernet Adapter
  • Raspberry Pi Sense Board
  • Power Supply 5V / 3A
  • micro SD-Karte
  • USB Cardreader
  • Ethernet Cable
  • USB Serial Adapter (FTDI UART)
16.05.2023
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Umgang mit EMV Empfindlicher Hardware

... in nicht-EMV-gerechter Umgebung

  • Wegen statischer Ladung: Immer erst Ground des Boards berühren (Ethernet Connector, USB Connector), da Pins sonst beschädigt werden könnten.
16.05.2023
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FTDI USB - Serial Adapter

  • Adpaterkabel besitzt 3 Pins
    • Ground (Schwarz)
    • RX (Gelb)
    • TX (Rot)
16.05.2023
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Ground nie auf 5V verbinden!!

⚡ Kurzschlussgefahr - Auf dem Raspberry nie 5V auf FTDI GND verbinden (RPI Pins 2 und 4)

16.05.2023
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Was ist bei SD-Karten zu beachten?

16.05.2023
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SD-Karte

  • Das Raspberry PI verfügt über kein internes Flash (eMMC) für Kernel und Root File System.
  • ... es wird also defaultmässig von der SD-Karte gebootet.
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Partitionierung

BezeichnungFSGrösseInhalt
BootFAT32~100MBKernel, bootloader config, Device Tree Bindings, sichtbar auch unter MAC OS und Windows
RFSext4RestUser Space, Partition wird von Windows typischerweise nicht erkannt
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Block Devices unter Linux

  • Ganzes Device
    • Unter /dev/sda, /dev/sdb, /dev/mmcblk0
    • Direkter Zugriff auf RAW Storage
  • Paritionen mit Nummerierung
    • /dev/sda1, /dev/sda2, etc.
    • Werden ins FS "gemountet"
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Tools zur Partitionierung / Kopieren von Daten

Command
ddDirektes Schreiben von Blöcken mit if und of
fdiskPartitionierung der SD-Karte
cfdiskPartitionierung mit minimalem Console-GUI
df duDisk Utilization
lsblkAnzeigen aller Blockdevices inkl. Mounting point
mountBlockdevice in File System einbinden
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Disk Images

  • Ganzes Blockdevice Sektor für Sektor
  • inklusive Partition Table und Patitionen
  • oft mit Endung .iso, .img.
  • oft gezippt oder mit xz komprimiert.
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dd - convert and copy a file

bash
# File auf die SD-Karte schreiben (block /dev/sdX)

dd if=diskimage.img of=/dev/sdX

# Zuerst alle partitionen unmountend

sudo umount /dev/sdX*

# Nach dem Schreiben alle Buffer synchronisieren (flushen)

sync
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Immer sync nach dem schreiben

Writes werden vom OS bei dd aber auch bei anderen FS Operationen "gechached", so dass ein Programm nicht blockieren muss, bis alle Sektoren übertragen und geschrieben wurden.

  • d.h. im Hintergrund wird auch nach Programmende immer noch geschrieben.
  • entfernt man das Medium nun ohne unmount oder sync sind nicht alle Operationen beendet
  • ... das kann zu Schaden am FS führen und im schlimmsten Falls sogard das Blockdevice beschädigen.
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dd - sync

  • Progress anzeigen und nicht im Memory zwischenbuffern
bash
dd if=diskimage.img of=/dev/sdX oflag=direct,sync status=progress

# Mit Blocksize

dd if=diskimage.img of=/dev/sdX oflag=direct,sync status=progress bs=1M

## immer sync 👍
sync

# optimale Blocksize bestimmmen
sudo blockdev --getbsz /dev/sdX
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Was sind Vor- und Nachteile von einem General Purpose Linux OS auf Embedded?

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Konfiguration von Raspberry Pi OS

  • Raspberry Pi OS basiert auf Debian
  • Minimale Version / Desktop Version
    • wir werden das Raspberry "headless", also ohne Display verwenden
  • Basisinstallation umfass vollständige BASH und typischen GNU User Space.
  • Packagemanagement mit apt bietet updates von Packages und viele bereitstehende Softwarepakete.
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Raspberry Pi OS ist nicht minimal

  • Nicht genau für eine bestimmte Applikation zugeschnitten
  • ... daher in vielen Fällen "overhead"
    • Memory Footprint
    • Disk Footprint
    • Surface Area (Security)
    • Background Processes
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Welchen Nutzen bietet Raspberry Pi OS im Bezug auf App-Entwicklung?

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Development Runtimes / Frameworks

  • Python vorinstalliert
    • Umfangreiche Library für Peripherie
  • Open JDK
  • RUST mit Cargo
  • NodeJS
  • Apache / MySQL
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systemd als Startup / Service Management

  • Erlaubt das konfigurieren von System Services units
  • Realtiv komplex und z.T. ausgeklügelt
    • Dependencies
    • Error Conditions
    • Retries
  • Bringt einfaches Networking mit
    • DHCP
    • Host Resolution
    • Interface Config
  • Raspberry Pi OS Config
    • ssh File auf Boot Partition "enabled" den SSH Dienst
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Bootloader

  • Closed Source
    • vs. uBoot bei vielen anderen Boards
  • als Binary auf eMMC auf dem Board
  • wird über Files in der Boot Partition konfiguriert
    • cmdline.txt
    • config.txt
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