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1 - CARACTÉRISTIQUES DE LINUX

  • 1.1 - Avantages
  • 1.2 - Principales utilisations

2 - PROBLÉMATIQUE DU TEMPS RÉEL

3 - DIFFÉRENTES APPROCHES ET SOLUTIONS

4 - ÉTUDE D’UNE APPLICATION : ALOGRAF

Article de référence | Réf : S8058 v1

Problématique du temps réel
Linux pour le temps réel

Auteur(s) : Robert JAY, Fathi BOUDRA, Matthieu VIAL

Date de publication : 10 mars 2004

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RÉSUMÉ

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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Auteur(s)

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.

Nota :

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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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-s8058


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2. Problématique du temps réel

2.1 Définitions

Un système temps réel est un système d’information dont les corrections ne dépendent pas uniquement du résultat logique des algorithmes mais aussi de l’instant où ces résultats ont été produits.

Il ne suffit pas que le résultat soit correct, il doit être obtenu en un temps spécifié. La raison d’être du système temps réel est de garantir que toutes les tâches, dans toutes leurs configurations d’exécution, satisferont des temps limites inférieurs et supérieurs. Pour garantir les temps d’exécution, le système doit être prévisible. Dire qu’un système est temps réel ou que ce système est prévisible est pratiquement la même chose. Ainsi, « temps réel » ne signifie pas rapide comme on a l’habitude de le croire. On préfèrera d’ailleurs utiliser dans un système temps réel des algorithmes plus lents mais dont le temps d’exécution est prévisible à des algorithmes plus rapides en moyenne mais présentant des configurations d’exécution pénalisantes.

La notion de temps réel est souvent associée à la notion de temps de réponse ou de temps de latence, qui est l’intervalle de temps entre l’instant où un système reçoit un stimulus et l’instant où le système produit un résultat basé sur ce stimulus. Pour les systèmes informatiques, le stimulus est généralement une interruption matérielle.

Pour les systèmes informatiques, la définition de temps réel est affinée en introduisant les notions de temps réel « dur » (hard real-time ) et temps réel « mou » (soft real-time ). Contrairement à ce que l’on pourrait croire, ces notions n’ont rien à voir avec les aspects matériels et logiciels du traitement des tâches.

Un système temps réel dur est un système qui garantit les cas les plus défavorables pour les temps de réponse. Il est à noter que cette définition ne précise pas l’échelle de temps. Par conséquent, un système peut être considéré comme temps réel dur s’il satisfait les temps de réponse dans les cas les plus défavorables imposés par l’application qu’il doit réaliser. Un système d’exploitation peut donc être...

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1 Bibliographie

###

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2 Annexe

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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