Linux et variantes temps-réel

Dans un contexte industriel, un programme s'interface bien souvent avec des périphériques spécifiques à un domaine (automatique, robotique, etc.). Si les interfaces de programmation (API) sont le plus souvent semblables à celles que nous utilisons usuellement, d'autres problèmes se posent, notamment la disponibilité et la robustesse du matériel avec lequel on interagit. Le présent article présente une approche pour s'affranchir du matériel et le rendre disponible dans une plate-forme de simulation. Nous appliquons cette idée en implémentant un périphérique dédié au contrôle de moteur utilisé dans le domaine robotique.

Dans votre voiture, votre maison ou même votre poche : les systèmes embarqués sont partout ! Le logiciel a pris le pas sur du matériel pour des raisons évidentes : facilités de développement, flexibilité (mise à jour, correctifs), les avantages de migrer des fonctions du matériel vers le logiciel sont évidents. Au fil des années, le matériel embarqué est devenu si puissant qu'on ne considère plus les ressources comme limitées. Ainsi, les différences entre des machines de bureau et embarquées s'amenuisent et amènent les développeurs à déployer les mêmes systèmes d'exploitation sur ces plates-formes.Cependant, au-delà du seul aspect performance, certains systèmes requièrent des services spécifiques, en particulier lorsque la réussite d'une mission ou la survie est en jeu. Ces exigences peuvent être diverses (temporelles - déterminisme de l'ordonnancement ou spatiales - consommation d'espace mémoire, couverture de code) mais toutes ont une importance capitale. Au cours de cet article, nous allons présenter les services et standards en vigueur dans le domaine et détailler leurs API.

La production de systèmes critiques (contrôle de véhicule, détection de fautes, drones, etc.) requiert le respect de nombreuses exigences : ils opèrent dans des environnements contraints (domaine avionique, spatial, militaire) et s’exécutent sur des plateformes embarquées ayant des ressources limitées (capacité de calcul, taille mémoire). De plus, une erreur dans leur implémentation peut avoir de lourdes conséquences (abandon d'une mission, perte de vie) si bien que leur code doit être exempt de bug. La conception de tels systèmes demande donc un processus de développement rigoureux, s'appuyant sur des technologies détectant tout potentiel vecteur d'erreur. Cet article présente une chaîne d'outils implémentant de tels systèmes au travers d'un cas pratique : l'implémentation d'un drone d'exploration avec Linux.