ClickCease Qu'entend-on par Linux embarqué ? Éléments de Linux embarqué

Table des matières

Rejoignez notre populaire bulletin d'information

Rejoignez 4 500+ professionnels de Linux et de l'Open Source !

2 fois par mois. Pas de spam.

Qu'entend-on par Linux embarqué ? Éléments de Linux embarqué

Rohan Timalsina

20 juin 2023 - L'équipe d'experts de TuxCare

Linux embarqué désigne un scénario dans lequel un système embarqué utilise un système d'exploitation qui utilise le noyau Linux. Cette distribution Linux sera spécifiquement conçue pour un système embarqué ; elle aura une taille plus petite que la normale, possédera moins de fonctionnalités et moins de puissance de traitement. Une telle instance de Linux ne peut exécuter que des applications spécifiques à l'appareil et conçues à cet effet.

Mais qu'est-ce qu'un système embarqué ? Un système embarqué est un petit ordinateur qui vit dans une structure plus grande qui n'est pas elle-même un ordinateur. Il s'agit d'un ensemble de matériel informatique et de logiciels, conçu pour une fonction spécifique, qui vit au sein d'un système physique plus vaste. 

Basés sur un microprocesseur ou un microcontrôleur, les systèmes embarqués sont contrôlés par un système d'exploitation en temps réel, fonctionnent avec une puissance et une mémoire limitées et varient considérablement en termes de taille et de complexité de l'interface utilisateur. Les systèmes intégrés sont omniprésents autour de nous, dans un large éventail de technologies grand public, industrielles, médicales et militaires.

Cet article vise à donner un aperçu de ce qu'est Linux embarqué et à explorer les différents composants de Linux embarqué.

 

Développement Linux embarqué

Les systèmes Linux embarqués se composent généralement de plusieurs éléments clés qui contribuent à leur fonctionnalité et à leur fonctionnement. Ces éléments sont les suivants :

Matériel: Les plates-formes matérielles sont le lieu où Linux embarqué fonctionne. Ces plates-formes matérielles fournissent des capacités essentielles telles que la puissance de traitement, la mémoire, le stockage et les interfaces, permettant une intégration transparente avec les périphériques et les appareils externes.

Noyau Linux: Le noyau Linux est le composant central du système Linux embarqué. Il fournit les services essentiels du système d'exploitation, notamment la gestion des processus, la gestion de la mémoire, les pilotes de périphériques, la mise en réseau et les systèmes de fichiers. Le noyau interagit directement avec le matériel et gère les ressources du système.

Chargeur de démarrage: Le chargeur de démarrage joue un rôle crucial dans l'initialisation du matériel et le chargement du noyau Linux dans la mémoire. Il offre un mécanisme permettant de configurer le processus de démarrage et de gérer diverses options de démarrage. Résidant généralement dans une mémoire non volatile, telle que la mémoire flash, le chargeur d'amorçage a la priorité en tant que logiciel initial exécuté lorsque le système est mis sous tension.

Système de fichiers racine: Le système de fichiers racine contient l'ensemble de la structure des répertoires et des fichiers essentiels du système d'exploitation Linux. Il comprend des bibliothèques, des fichiers de configuration, des nœuds de périphériques, des exécutables et d'autres composants nécessaires au fonctionnement du système.

Pilotes de périphériques: Les pilotes de périphériques permettent au noyau Linux de communiquer avec les périphériques matériels connectés au système embarqué et de les contrôler. Ces pilotes aident le noyau à accéder aux périphériques tels que les contrôleurs d'affichage, les interfaces réseau, les périphériques de stockage, les capteurs et les périphériques d'entrée/sortie. En outre, les pilotes de périphériques permettent aux applications d'interagir avec le matériel par le biais d'interfaces standardisées fournies par le noyau.

Bibliothèques et utilitaires: Les systèmes Linux embarqués comprennent des bibliothèques et des utilitaires qui fournissent des fonctionnalités supplémentaires au système. Les bibliothèques offrent des API pour diverses tâches, notamment les interfaces graphiques, les protocoles de réseau, les systèmes de fichiers, la cryptographie et le traitement multimédia. Tous les outils de ligne de commande pour l'administration du système, le débogage, le développement de logiciels et d'autres tâches courantes font partie des utilitaires.

Applications: Les systèmes Linux embarqués permettent l'exécution d'applications au niveau de l'utilisateur. Ces applications peuvent être développées sur mesure pour le système embarqué spécifique ou peuvent être des applications Linux existantes portées sur la plate-forme cible. En fonction des exigences et des capacités du système, les applications peuvent aller de petits utilitaires de ligne de commande à des applications graphiques complexes.

Systèmes de configuration et de construction: Le développement de Linux embarqué implique souvent des systèmes de configuration et de construction qui facilitent la personnalisation du système Linux pour une plate-forme embarquée particulière. Des outils tels que Buildroot, Yocto Project et OpenEmbedded aident à gérer les processus de configuration, de compilation et de déploiement. Ils permettent aux développeurs d'adapter le système Linux, y compris la configuration du noyau, la sélection des composants et la génération du système de fichiers racine, à leurs besoins spécifiques.

 

Pourquoi utiliser Linux embarqué ?

Linux offre une polyvalence, un prix abordable et toutes les qualités des logiciels libres, ce qui le rend particulièrement adapté aux systèmes embarqués. Il a été adapté avec succès pour répondre aux besoins des microprocesseurs personnalisés, ce qui élargit son champ d'application.

Contrairement aux systèmes d'exploitation embarqués propriétaires, Linux présente de nombreux avantages. Il favorise un écosystème diversifié de fournisseurs de logiciels, de développeurs et de réseaux d'assistance, ce qui encourage la concurrence et la flexibilité. Grâce à son noyau stable, Linux garantit des performances fiables et constantes. 

Linux prend en charge de nombreuses architectures de puces, ce qui lui permet de fonctionner sur des appareils aussi petits que des socles ou aussi grands que des ordinateurs centraux. Linux permet une approche hautement modulaire pour construire un système embarqué personnalisé, ce qui offre une flexibilité accrue.

Les caractéristiques suivantes font de Linux un outil idéal pour les systèmes embarqués :

Flexibilité: Linux embarqué dote les petits appareils des capacités d'un système d'exploitation à part entière, leur conférant une intelligence et une polyvalence remarquables. Les développeurs et les administrateurs de systèmes peuvent ajuster et personnaliser le comportement de ces appareils pour répondre à des besoins spécifiques. Cette flexibilité inhérente garantit que l'appareil peut exécuter efficacement une multitude de tâches.

Stabilité: Linux a acquis sa réputation de stabilité et de fiabilité, et Linux embarqué hérite de ces qualités exceptionnelles. Il a la capacité de fonctionner en continu pendant de longues périodes, couvrant des mois, voire des années, sans subir de pannes ou de défaillances. Cette stabilité remarquable fait de Linux embarqué un excellent choix pour les systèmes critiques qui exigent un fonctionnement ininterrompu.

Source ouverte: Linux embarqué prospère au sein d'une vaste et enthousiaste communauté open-source enthousiaste. Cet écosystème dynamique permet aux développeurs et aux administrateurs système de tirer parti d'une abondance de ressources, de bibliothèques et d'outils, ce qui permet d'économiser du temps et des efforts tout au long du processus de développement.

Support matériel: Linux surpasse les autres systèmes d'exploitation à cet égard, car il offre une compatibilité étendue avec un large éventail de plates-formes matérielles. Il se targue d'une prise en charge complète de divers périphériques, notamment les contrôleurs, les interfaces réseau, les cartes graphiques et bien d'autres choses encore. Bien qu'une poignée de fabricants ne proposent pas de pilotes Linux, la communauté Linux bénéficie de développeurs dévoués qui s'engagent activement dans la rétro-ingénierie de pilotes provenant de systèmes d'exploitation alternatifs afin de combler les lacunes.

Ces facteurs ont rendu Linux très populaire dans les systèmes embarqués, tels que les smartphones et les tablettes, ainsi que les téléviseurs intelligents et les routeurs. 

 

La meilleure distribution Linux embarquée

Les systèmes embarqués ont inauguré une révolution technologique, transformant nos interactions avec une gamme variée de dispositifs, allant des appareils intelligents aux machines industrielles. Au cœur de nombre de ces systèmes embarqués se trouve Linux embarqué, un système d'exploitation incroyablement robuste et flexible qui facilite la fusion transparente du matériel et du logiciel.

Voici quelques-unes des meilleures distributions Linux pour le développement embarqué Projet Yocto, Buildrootet OpenWRT/LEDE.

Le meilleur exemple de Linux embarqué est Androiddéveloppé par Google. Basé sur un noyau Linux modifié, Android est distribué sous une licence open-source. Parmi les autres versions Linux embarquées à faible encombrement les plus connues, on peut citer :

ETLinux : Une distribution Linux complète conçue pour fonctionner sur de petits ordinateurs industriels.

LEM: A small (<8 MB) multi-user, networked Linux version that runs on 386s.

LOAF : distribution "Linux On A Floppy" qui fonctionne sur 386.

uClinux : Linux pour les systèmes sans MMU.

uLinux : Une petite distribution Linux qui fonctionne sur 386.

ThinLinux : Une distribution Linux minimisée pour les serveurs de caméras dédiés, les contrôleurs X-10, les lecteurs MP3 et d'autres applications embarquées.

 

Linux pour les applications embarquées

Qu'il s'agisse de sa nature open-source, de son évolutivité, de l'assistance aux développeurs ou de l'outillage, Linux se distingue comme une plateforme avantageuse qui fait de lui la première préférence des développeurs pour la création d'applications embarquées.

Les développeurs ont réussi à adapter le noyau Linux à de nombreuses architectures. Cette flexibilité permet à Linux de s'affranchir des contraintes des langages de programmation spécialisés que l'on trouve souvent dans les environnements industriels. En outre, par rapport à la programmation des microcontrôleurs natifs, Linux offre un support linguistique étendu, ce qui permet aux développeurs de travailler avec une gamme variée de langages de programmation.

Linux s'enorgueillit d'une suite complète de protocoles de mise en réseau et fait preuve d'une remarquable évolutivité. En outre, le déploiement de Linux dans les systèmes embarqués ne requiert aucune redevance, ce qui en fait une solution rentable.

Les avantages susmentionnés ne sont qu'un aperçu de la longue liste de raisons qui contribuent à la croissance rapide et à la popularité de Linux embarqué. Les développeurs l'apprécient pour sa polyvalence, sa fiabilité et l'immense potentiel qu'il offre pour la création d'applications embarquées innovantes et efficaces.

 

Conclusion

Linux embarqué se distingue comme un système d'exploitation exceptionnel, doté d'un large éventail de caractéristiques et de fonctionnalités qui facilitent l'intégration harmonieuse des composants matériels et logiciels. Il permet aux développeurs d'exploiter ses capacités à leur avantage, en créant des systèmes embarqués qui offrent des performances et une efficacité optimales.

En outre, Linux embarqué constitue une base solide pour la mise au point de solutions sophistiquées et innovantes dans divers domaines. Les administrateurs de systèmes peuvent ainsi exploiter tout le potentiel des systèmes embarqués, en garantissant des performances et des fonctionnalités optimales.

Résumé
Qu'entend-on par Linux embarqué ? Éléments de Linux embarqué
Nom de l'article
Qu'entend-on par Linux embarqué ? Éléments de Linux embarqué
Description
Lisez cet article de blog pour découvrir ce qu'est Linux embarqué et les éléments clés qui contribuent à sa fonctionnalité et à son fonctionnement.
Auteur
Nom de l'éditeur
TuxCare
Logo de l'éditeur

Vous cherchez à automatiser la correction des vulnérabilités sans redémarrage du noyau, temps d'arrêt du système ou fenêtres de maintenance programmées ?

Découvrez le Live Patching avec TuxCare

Devenez rédacteur invité de TuxCare

Commencer

Courrier

Rejoindre

4,500

Professionnels de Linux et de l'Open Source
!

S'abonner à
notre lettre d'information