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En anglaisRÉSUMÉ
Les applications d'informatique industrielle ont des problématiques particulières en termes de productivité, de fiabilité et de performances. Linux est aujourd'hui robuste et possède de plus en plus de références dans le monde du temps réel et de l'embarqué. Cet article présente les caractéristiques de Linux, notamment par rapport aux spécificités du temps réel. Un cas d'application vient illustrer cette présentation.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Robert JAY : Directeur technique, UXP
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Fathi BOUDRA : Ingénieur applications, UXP
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Matthieu VIAL : Ingénieur applications, UXP
INTRODUCTION
Les notions de temps réel et de communication dans un système d’exploitation sont indispensables pour les applications techniques et industrielles, et nous partageons ici notre expérience quotidienne du système Linux dans le domaine de l’automation, particulièrement exigeant en termes de réactivité, fiabilité et répétabilité.
En effet, les concepteurs de systèmes automatisés de production (SAP) doivent faire face à des contraintes de plus en plus sévères, des exigences de performances en terme de qualité et de productivité, l’utilisation et le suivi des nouvelles technologies tant pour les capteurs et actionneurs qu’au niveau électronique de contrôle-commande, etc., sans parler des progrès énormes des matériaux et de la mécanique.
Nous traitons ici des aspects temps réel et déterministes nécessaires aux applications d’informatique industrielle, communication et automation, en laissant le soin à l’utilisateur d’extrapoler vers d’autres domaines d’application.
Le monde industriel utilise de plus en plus de PC, déclinés sous toutes les formes : bureautique, industriel en « rack », « shoe box », panel PC, etc. Leur facilité de communication et de fonctionnement coopératif en réseau répond aux besoins d’échanges d’informations pour assurer la réactivité de la production. Ils sont donc entrés dans les ateliers en particulier pour superviser et contrôler des machines de production. On leur confie des tâches de plus en plus complexes, et ils supportent même des applications d’automatisme et de commande numérique. Mais, dans ce cas, on exige d’eux des qualités de robustesse, de fiabilité, de sécurité et bien sûr de performance.
Si le matériel répond aujourd’hui à ces critères, il n’en est pas de même pour certains systèmes d’exploitation, développés à l’origine pour des applications bureautiques, donc non critiques. L’utilisateur industriel doit se tourner vers un système d’exploitation répondant à ses exigences, en étant assuré de la pérennité du système, de sa large diffusion et de son évolutivité. C’est le cas du système Linux arrivé à présent à maturité avec un nombre de plus en plus important de références dans les applications critiques et embarquées.
Linux est devenu un système d’exploitation robuste intégrant les fonctionnalités d’Unix avec un choix important d’applications et de logiciels libres associés. La qualité de ces logiciels et leur large diffusion font de Linux un produit économique, offrant une plate-forme informatique supportée qui convient à l’environnement de l’entreprise industrielle. Système stable et fiable, Linux répond aux besoins des applications critiques et temps réel de l’entreprise industrielle, en particulier au niveau de la communication dans l’atelier et du contrôle-commande des systèmes automatisés de production.
Certaines informations font l’objet de travaux soumis à la propriété industrielle, notamment l’application du paragraphe 4. Le lecteur trouvera des compléments d’information en consultant les sites Internet cités dans .
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1. Caractéristiques de Linux
Linux est un système d’exploitation de type Unix multi-utilisateur et multitâche fonctionnant sur de nombreuses plates- formes, parmi lesquelles la famille des processeurs Intel x86. Linux est une libre implémentation, totalement gratuite, des spécifications POSIX (Portable Operating System Interface uniX), avec des extensions System V et Berkeley (ce qui signifie qu’il ressemble à Unix, mais ne provient pas du tout des mêmes sources). Il est ouvert sur les réseaux et les autres systèmes d’exploitation.
POSIX est un ensemble de normes de l’IEEE ayant pour but de standardiser l’interface entre les applications et les différents Unix.
La principale singularité de Linux est d’être un logiciel libre (des copies peuvent être distribuées si elles sont accompagnées du code source correspondant), développé de façon collaborative et pour une grande part bénévole par des milliers de programmeurs répartis dans le monde.
Bien que le terme Linux, issu du prénom de son créateur, Linus Torvalds, fasse référence au noyau du système d’exploitation, ce nom est communément utilisé pour désigner un ensemble de logiciels qui, avec le noyau, forment un système d’exploitation complet, le terme exact étant « distribution ».
Cet environnement opérationnel incorpore :
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des milliers de programmes, parmi lesquels des compilateurs, des interpréteurs, des éditeurs et des utilitaires divers ;
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des outils permettant la « connectivité » (Ethernet, SLIP et PPP) et l’interopérabilité ;
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la production fréquente de nouvelles versions de logiciels, de même que des versions en cours de développement ;
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une équipe de développement dispersée à travers le monde entier et travaillant à rendre Linux portable sur de nouvelles plates‐formes et à assurer un support à une communauté d’utilisateurs extrêmement diverse dans ses besoins.
Ce modèle de développement joue un grand rôle dans la qualité du résultat obtenu, qui est considérée par des analystes indépendants (tels que Marc Andreesen, développeur de Mosaic, premier véritable navigateur qui révolutionna les échanges, ou Dave McAllister, directeur stratégique technologique de SGI) comme très supérieurs à des systèmes commerciaux similaires.
Cela permet à chaque...
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Caractéristiques de Linux
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Dans les Techniques de l’Ingénieur
SOULEMA (P.) - Système d’exploitation Unix. - H 1 528, traité Technologies logicielles - Architectures des systèmes (1997).
COCQUEBERT (C.) - Système Linux. - H 1 538, traité Technologies logicielles - Architectures des systèmes (2001).
DELACROIX (J.) - MÉNIVAL (C.) - Système temps réel RTLinux. - H 1 568, traité Technologies logicielles - Architectures des systèmes (2002).
AIGRAIN (P.) - Logiciels libres. - H 3 218, traité Technologies logicielles - Architectures des systèmes (2003).
COLOMBARI (G.) - BRARD (P.) - Outil de description des automatismes séquentiels : le GRAFCET. - R 7 250, traité Informatique industrielle (1988).
TRINQUET (Y.) - ELLOY (J.-P.) - Systèmes d’exploitation temps réel. Principes. - R 8 050, traité Informatique industrielle (1999).
TRINQUET (Y.) - ELLOY (J.-P.) - Systèmes d’exploitation temps réel. Exemples d’exécutifs industriels. - R 8 052, traité Informatique industrielle (2000).
COTTET (F.) - DELACROIX (J.) - KAISER (J.) - MAMMERI (Z.) - Ordonnancement temps réel - Ordonnancement centralisé. - S 8 055, traité Informatique industrielle (1999).
COTTET...
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