Qu'est-ce qu'un réel

Feb 05, 2024

Votre guide pour choisir un RTOS pour votre prochain projet de système embarqué.

Un système d'exploitation en temps réel (RTOS) est un système d'exploitation doté de deux fonctionnalités clés : la prévisibilité et le déterminisme. Dans un RTOS, les tâches répétées sont effectuées dans un délai serré, alors que dans un système d'exploitation à usage général, ce n'est pas nécessairement le cas. Dans ce cas, prévisibilité et déterminisme vont de pair : nous savons combien de temps une tâche prendra et qu’elle produira toujours le même résultat.

Les RTOS sont subdivisés en systèmes temps réel « doux » et temps réel « dur ». Les systèmes souples en temps réel fonctionnent en quelques centaines de millisecondes, à l’échelle d’une réaction humaine. Cependant, les systèmes en temps réel fournissent des réponses prévisibles en quelques dizaines de millisecondes ou moins.

Taxonomie des systèmes d'exploitation

Un RTOS est un type de système d’exploitation, mais il est très différent de celui que la plupart des consommateurs connaissent. Les systèmes d'exploitation des téléphones ou des ordinateurs personnels sont, en comparaison, remplis d'applications et de fonctionnalités ; ils doivent être capables de prendre en charge tout ce que l'utilisateur pourrait vouloir faire aujourd'hui. Un RTOS, en revanche, est rationalisé et destiné à exécuter ses tâches rapidement et efficacement. C'est une fraction de sa taille, parfois seulement quelques mégaoctets (contre plus de 20 gigaoctets), avec une interface graphique simple, et il lui manque de nombreuses fonctionnalités familières, comme un navigateur Web.

Un système embarqué est un ordinateur intégré à une machine plus grande, par exemple le microcontrôleur d'un bras robotique. Dans les systèmes non critiques offrant une certaine flexibilité en termes de calendrier, les développeurs peuvent utiliser un système d'exploitation open source à usage général (GPOS) tel que Linux. Linux est complet, flexible et bien connu. Dans un système critique (qu'il s'agisse d'un système critique pour la sécurité ou d'une mission), les développeurs optent pour des systèmes d'exploitation en temps réel. Les caractéristiques qui distinguent un RTOS sont souvent essentielles au succès. Par exemple, un bras robotique dans une usine doit être prévisible et fiable, et il doit pouvoir s'arrêter immédiatement lorsque les employés entrent dans sa zone d'opération. La variabilité peut entraîner un gaspillage de ressources, des problèmes de contrôle qualité ou des blessures.

Un bras robotisé doit pouvoir s'arrêter immédiatement lorsque les employés entrent dans sa zone d'opération.

En raison de ses avantages, un système d’exploitation en temps réel est le plus souvent utilisé dans un système embarqué, c’est-à-dire un système qui fonctionne dans les coulisses d’une opération plus vaste. Le RTOS n'a généralement pas d'interface graphique. Parfois, plusieurs systèmes d'exploitation sont intégrés simultanément, pour fournir une capacité opérationnelle couplée à la convivialité d'un système d'exploitation à usage général.

Les RTOS se trouvent souvent dans des dispositifs de périphérie intelligents, également appelés systèmes de périphérie électromécaniques ou cyber-physiques. Cela signifie que l’appareil produit et fonctionne à partir de données. Ainsi, une voiture, par exemple, serait capable de surveiller son environnement et d’agir instantanément et par elle-même. De tels dispositifs associent souvent l'intelligence artificielle ou l'apprentissage automatique, ou les deux, à des composants en temps réel pour augmenter les capacités de la structure sous-jacente.

Une voiture autonome doit être capable de surveiller son environnement et d’agir instantanément et par elle-même.

Un RTOS est petit, rapide, réactif et déterministe. Cela signifie qu’il exécutera les tâches rapidement et efficacement, en répondant comme prévu à chaque fois. En raison de l'importance de son périphérique hôte, l'infrastructure RTOS est plus sécurisée et moins susceptible de planter ou de tomber en panne. Enfin, un RTOS est orienté développeur, ce qui signifie qu'il continue de déployer des mises à jour qui aident les utilisateurs à coder plus efficacement.

Certaines entreprises tentent de produire leur propre RTOS en interne, sur mesure pour leur projet, au lieu d'acheter un système d'exploitation commercial prêt à l'emploi. Cela présente certains avantages : le système d'exploitation est conçu spécifiquement pour le cas d'utilisation et l'entreprise comprend sa mécanique et son fonctionnement interne. Cependant, cette approche est souvent plus coûteuse et prend plus de temps, et les développeurs qui ne sont pas habitués à travailler sur des systèmes d'exploitation mettent beaucoup de temps à en produire un. L’utilisation d’un système commercial est plus rapide, plus simple et bénéficie d’une équipe technique expérimentée capable de répondre aux questions et de fournir une assistance. Un système d'exploitation est un outil, un peu comme un marteau ou une perceuse. Bien que vous puissiez en créer un – un que vous comprendriez parfaitement et qui pourrait mieux correspondre à votre projet – cela prendrait beaucoup de temps, sans garanties de performances ou de capacités.