Seminar MCUboot Build-Konfiguration mit Kconfig, CMake und Sysbuild

Das zweitägige Fachseminar vermittelt die reproduzierbare Konfiguration und den gemeinsamen Build von Bootloader, Anwendung und signierten Update-Artefakten. Die technischen Zusammenhänge werden nicht nur beschrieben, sondern an einem durchgängigen Beispielsystem bis zu prüfbaren Boot- und Updatezuständen nachvollzogen.

Die Bearbeitung umfasst die Themenfelder Konfigurationsmodell und Einzel-Build, Sysbuild, Signierung und Reproduzierbarkeit. Jeder Themenblock beginnt mit einem eigenen Inhaltsverzeichnis, wird anschließend in klaren Arbeitsschritten umgesetzt und endet mit einer praktischen Prüfung einschließlich typischer Fehler- und Grenzfälle.

Inhaltsverzeichnis

• Zielgruppe
• Voraussetzungen
• Lernziele
• Seminarinhalte
• Tag 1: Konfigurationsmodell und Einzel-Build
• Tag 2: Sysbuild, Signierung und Reproduzierbarkeit
• Praxisanteil
• Arbeitsweise

Zielgruppe

Embedded-Entwickler, Build-Ingenieure, DevOps-Verantwortliche und Integratoren in Zephyr-Projekten.

Voraussetzungen

Erfahrung mit CMake, Kconfig-Grundlagen und einem funktionierenden Zephyr-Arbeitsbereich.

Lernziele

• Konfigurationsquellen von MCUboot und Anwendung eindeutig zuordnen
• Kconfig-Optionen, CMake-Variablen und Devicetree-Overlays konfliktfrei kombinieren
• Bootloader und Anwendung mit Sysbuild gemeinsam erstellen und flashen
• reproduzierbare signierte Artefakte mit kontrollierten Build-Parametern erzeugen

Seminarinhalte

Die Inhalte werden in aufeinander aufbauenden Kapiteln bearbeitet. Jedes Tageskapitel enthält ein eigenes Inhaltsverzeichnis und einen schrittweisen Praxisablauf.

Tag 1: Konfigurationsmodell und Einzel-Build

Inhaltsverzeichnis des Tageskapitels

• Kconfig-Symbole, Standardwerte, Abhängigkeiten und sichtbare Auswahloptionen
• CMake-Cache, Build-Verzeichnisse und Übergabe von MCUboot-Parametern
• Board- und Anwendungs-Konfigurationen sowie zusätzliche Konfigurationsfragmente
• Devicetree-Partitionen, Overlays und Abstimmung mit dem Linkerlayout
• Build-Ausgaben, erzeugte Binärformate und Diagnose von Konfigurationsabweichungen

Schrittweise Bearbeitung

1. Schritt 1: „Kconfig-Symbole, Standardwerte, Abhängigkeiten und sichtbare Auswahloptionen“ wird fachlich eingeordnet; Systemgrenzen, Voraussetzungen und Abhängigkeiten werden festgehalten.
2. Schritt 2: Für „CMake-Cache, Build-Verzeichnisse und Übergabe von MCUboot-Parametern“ werden die relevanten Konfigurationswerte, Datenstrukturen und Werkzeuge am Beispielprojekt nachvollzogen.
3. Schritt 3: „Board- und Anwendungs-Konfigurationen sowie zusätzliche Konfigurationsfragmente“ wird am Beispielprojekt praktisch umgesetzt und mit Bootmeldungen, Speicherinhalten oder Prüfdaten kontrolliert.
4. Schritt 4: Zu „Devicetree-Partitionen, Overlays und Abstimmung mit dem Linkerlayout“ wird ein Fehler- oder Grenzfall gezielt erzeugt, ausgewertet und mit einer belastbaren Korrektur behoben.
5. Schritt 5: „Build-Ausgaben, erzeugte Binärformate und Diagnose von Konfigurationsabweichungen“ wird abschließend in einen wiederholbaren Arbeits- und Prüfablauf für Entwicklungs- oder Produktionsprojekte überführt.

Praktische Umsetzung

Ein minimales Bootloader-Projekt wird aus mehreren Konfigurationsschichten aufgebaut; anschließend werden Konflikte provoziert, lokalisiert und bereinigt.

Tag 2: Sysbuild, Signierung und Reproduzierbarkeit

Inhaltsverzeichnis des Tageskapitels

• Sysbuild-Domänen für Bootloader, Anwendung und weitere Firmware-Images
• Domänenspezifische Konfigurationen und kontrollierte Parameterweitergabe
• automatische Signierung, Header-Auffüllung und Erzeugung updatefähiger Images
• gemeinsames Flashen und Reihenfolge der erzeugten Images
• reproduzierbare Builds, gespeicherte Konfigurationen und prüfbare Artefakt-Metadaten

Schrittweise Bearbeitung

1. Schritt 1: „Sysbuild-Domänen für Bootloader, Anwendung und weitere Firmware-Images“ wird fachlich eingeordnet; Systemgrenzen, Voraussetzungen und Abhängigkeiten werden festgehalten.
2. Schritt 2: Für „Domänenspezifische Konfigurationen und kontrollierte Parameterweitergabe“ werden die relevanten Konfigurationswerte, Datenstrukturen und Werkzeuge am Beispielprojekt nachvollzogen.
3. Schritt 3: „automatische Signierung, Header-Auffüllung und Erzeugung updatefähiger Images“ wird am Beispielprojekt praktisch umgesetzt und mit Bootmeldungen, Speicherinhalten oder Prüfdaten kontrolliert.
4. Schritt 4: Zu „gemeinsames Flashen und Reihenfolge der erzeugten Images“ wird ein Fehler- oder Grenzfall gezielt erzeugt, ausgewertet und mit einer belastbaren Korrektur behoben.
5. Schritt 5: „reproduzierbare Builds, gespeicherte Konfigurationen und prüfbare Artefakt-Metadaten“ wird abschließend in einen wiederholbaren Arbeits- und Prüfablauf für Entwicklungs- oder Produktionsprojekte überführt.

Praktische Umsetzung

Ein vollständiger Sysbuild erzeugt Bootloader, Anwendung und signiertes Upgrade-Image; Hashwerte und Konfigurationsstände werden anschließend verglichen.

Praxisanteil

Der praktische Anteil umfasst ein minimales bootloader-projekt wird aus mehreren konfigurationsschichten aufgebaut; anschließend werden konflikte provoziert, lokalisiert und bereinigt; ein vollständiger sysbuild erzeugt bootloader, anwendung und signiertes upgrade-image; hashwerte und konfigurationsstände werden anschließend verglichen. Die Übungen verwenden signierte Test-Images, kontrollierte Flashzustände und nachvollziehbare Prüfergebnisse.

Arbeitsweise

Kurzvorträge ordnen die Konzepte ein. Demonstrationen zeigen die Wirkung der Konfiguration auf Image, Flash und Bootentscheidung. Die anschließenden Übungen werden schrittweise durchgeführt, durch Negativtests ergänzt und mit einer technischen Prüfliste dokumentiert.