Qu'est-ce qu'un système d'exploitation embarqué (système d'exploitation) ?

Les systèmes d'exploitation contrôlent le matériel d'un ordinateur. Ils gèrent les ressources, exposent le matériel aux utilisateurs pour développer des applications et exécutent du code.

Mais tous les systèmes d'exploitation ne sont pas créés égaux.

Là où les systèmes d'exploitation de bureau comme Windows sont partout, les autres systèmes d'exploitation sont cachés à notre vue. La plupart des gens ne savent même pas qu'ils existent.

On parle de systèmes d'exploitation embarqués.

Voyons ce qu'est un système d'exploitation intégré et en quoi est-il différent d'un système d'exploitation non intégré ?

Qu'est-ce qu'un OS embarqué ?

Un système d'exploitation embarqué est un logiciel qui vise à contrôler un système embarqué.

Un système embarqué est une combinaison de matériel et de logiciels utilisés pour effectuer une tâche hautement spécialisée. Par exemple, considérons l'exemple d'un téléviseur intelligent moderne. Le microprocesseur et le matériel associé à l'intérieur du téléviseur sont contrôlés par un système d'exploitation intégré.

Ainsi, un système d'exploitation intégré contrôle les ressources matérielles d'un système intégré et permet au code de s'exécuter sur le matériel. Le code exécuté par un système d'exploitation intégré exécute des tâches fixes telles que le contrôle des appareils de l'Internet des objets (IoT).

Comment fonctionne un OS embarqué ?

Un système d'exploitation intégré fonctionne comme un système d'exploitation standard avec quelques différences essentielles. Étant donné qu'un système d'exploitation intégré est utilisé pour gérer un système avec beaucoup moins de ressources qu'un système d'exploitation de bureau à part entière, il est très efficace et n'exécute qu'un ensemble fixe de fonctions.

Prenons l'exemple d'un système d'exploitation intégré fonctionnant à l'intérieur d'une caméra de sonnette comme Ring. Le système d'exploitation intégré contrôlant le matériel de la caméra exécute ce code qui permet à la caméra de faire son travail.

À partir de connexion au réseau Wi-Fi à la détection de mouvement et à l'enregistrement vidéo, le système d'exploitation intégré est responsable de la gestion des ressources matérielles pour rendre tout cela possible.

Au plus haut niveau, chaque fois qu'un appareil avec un système intégré est mis sous tension, le système d'exploitation intégré qui alimente l'appareil démarre. Au cours de cette phase de démarrage, tout le code dont le système embarqué a besoin pour fonctionner, y compris l'OS, est également chargé et préparé pour l'exécution.

Par conséquent, contrairement à un système d'exploitation de bureau, un système d'exploitation intégré n'a pas besoin de charger du code depuis la mémoire chaque fois qu'il doit exécuter une fonction.

Types de système d'exploitation embarqué

Les systèmes d'exploitation embarqués sont conçus pour répondre aux besoins des systèmes dans lesquels ils seront utilisés. Alors que certains systèmes d'exploitation embarqués contrôlent des systèmes qui n'exécutent qu'une seule tâche à répétition, d'autres systèmes d'exploitation embarqués gèrent des systèmes qui exécutent plusieurs tâches à la fois.

En général, les systèmes d'exploitation embarqués sont divisés en multitâche, temps réel, et boucle simple.

Multitâche

Un système d'exploitation embarqué multitâche est un système d'exploitation qui contrôle un système embarqué qui doit effectuer plusieurs tâches. Les tâches peuvent être exécutées simultanément si le microprocesseur utilisé dans le système embarqué en est capable, ou elles peuvent être programmées pour s'exécuter selon l'algorithme d'ordonnancement.

Un exemple de système d'exploitation intégré multitâche est le système d'exploitation utilisé dans les appareils de l'Internet des objets tels que les haut-parleurs intelligents. Les haut-parleurs intelligents doivent non seulement diffuser de la musique, mais également se connecter à Internet et rechercher de la musique.

Temps réel

Un système d'exploitation embarqué temps réel est un système d'exploitation qui fonctionne sous des contraintes de temps strictes. Un tel système d'exploitation intégré doit recevoir et traiter les entrées dans le temps imparti, sinon le système tombe en panne.

Prenons l'exemple d'un système de freinage d'urgence dans les voitures. Dès que le système détecte qu'une collision est imminente, le système d'exploitation embarqué active le système de freinage. Si le système d'exploitation ne parvient pas à déclencher les freins à temps, une collision peut se produire avec de graves conséquences.

Boucle simple

Un système d'exploitation intégré à boucle unique est un type de système d'exploitation qui exécute une seule fonction de manière répétée. Le seul travail d'un tel système d'exploitation embarqué est de prendre l'entrée et de produire une sortie, en boucle.

Un exemple courant de système d'exploitation intégré à boucle unique est le système d'exploitation utilisé dans les lumières à détection de mouvement. Les lumières de détection de mouvement détectent le mouvement et le système intégré allume les lumières si un mouvement est détecté.

Intégré vs. OS non embarqué: quelle est la différence ?

La plus grande différence entre un système d'exploitation intégré et un système d'exploitation non intégré est l'ensemble d'applications exécuté par le système d'exploitation. Dans le cas d'un OS embarqué, l'ensemble applicatif est figé. Le matériel du système embarqué est conçu pour exécuter cet ensemble d'applications spécifiques.

D'autre part, les systèmes d'exploitation non embarqués comme Windows et macOS sont conçus pour donner un accès matériel aux applications utilisateur. Les utilisateurs peuvent installer n'importe quelle application de leur choix tant qu'elle est conçue pour fonctionner sur le système d'exploitation. Le matériel sur lequel s'exécute un système d'exploitation non intégré est également personnalisable dans une certaine mesure.

De plus, un OS embarqué est spécialisé. En d'autres termes, différents systèmes embarqués ont différents systèmes d'exploitation embarqués. Les systèmes d'exploitation non intégrés, en revanche, sont à usage général et prennent en charge une variété de configurations matérielles.

Généralement, un système contrôlé par un système d'exploitation intégré fait souvent partie d'un système plus important. Par exemple, un système intégré utilisé pour mesurer la température d'une pièce fonctionne dans le cadre d'un système de climatisation plus important ou du produit final.

Les systèmes d'exploitation non embarqués contrôlent le produit final lui-même.

Utilisations courantes d'un système d'exploitation embarqué

Les systèmes d'exploitation embarqués sont partout autour de nous. Certains exemples courants de systèmes d'exploitation embarqués sont ceux utilisés dans :

• Les appareils de l'Internet des objets tels que ampoules intelligentes et capteurs de température intelligents, etc.
• Voitures pour la climatisation et l'entretien.
• Systèmes de navigation d'avion.
• Traqueurs GPS et trackers de fitness.

Ce ne sont là que quelques exemples de systèmes d'exploitation embarqués. En général, chaque microcontrôleur a un système d'exploitation intégré qui exécute des choses en coulisses.

Les systèmes d'exploitation embarqués sont cruciaux pour que les technologies qui nous entourent fonctionnent

La plupart d'entre nous ne réalisent pas l'impact que les systèmes d'exploitation embarqués ont sur nos vies. Des capteurs de fumée et de température intégrés à l'intérieur de nos maisons au fonctionnement des équipements médicaux, les systèmes d'exploitation embarqués sont essentiels au fonctionnement des technologies qui nous entourent.

Donc, si vous voulez une appréciation plus approfondie des systèmes d'exploitation intégrés, investissez dans un gadget domestique intelligent. Par exemple, une serrure intelligente est un moyen génial et simple de commencer à intégrer une technologie intelligente et quotidienne dans votre vie.

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