Principaux systèmes d’exploitation pour l’IoT

Comme tout autre système informatique, un déploiement de l’« Internet des objets » (IoT) est incomplet sans système d’exploitation. Ces systèmes d’exploitation permettent aux utilisateurs d’effectuer des fonctions informatiques de base sur des appareils connectés à Internet.

Dans cet article, nous examinons ces systèmes d’exploitation pour l’IoT et présentons les principaux OS utilisés pour piloter les systèmes IoT.

• • Que sont les systèmes d’exploitation ?
  • Pourquoi utiliser des systèmes d’exploitation pour l’IoT
  • Comment choisir un système d’exploitation pour l’IoT
  • Principaux systèmes d’exploitation pour l’IoT
  • Nucleus RTOS
  • TinyOS
  • Amazon FreeRTOS
  • Windows 10 IoT
  • Tizen
  • RIOT OS
  • Wind River VxWorks
  • Tableau comparatif : systèmes d’exploitation pour l’IoT

Voir aussi : 6 défis de l’IoT et comment les résoudre

Que sont les systèmes d’exploitation pour l’IoT ?

Les systèmes d’exploitation pour l’IoT permettent aux développeurs et aux équipes métier d’interagir avec les appareils et systèmes intégrés, de programmer leurs fonctionnalités et de suivre les données qu’ils génèrent dans le cadre d’applications IoT.

Ces systèmes d’exploitation offrent une capacité de traitement adaptée à l’échelle nécessaire pour garantir des performances stables et constantes. À l’instar des systèmes d’exploitation classiques, les systèmes d’exploitation pour l’IoT aident les utilisateurs à exécuter des fonctions informatiques sur des appareils connectés.

Voir aussi : 7 défis des réseaux d’entreprise 

Pourquoi utiliser des systèmes d’exploitation pour l’IoT ?

Les entreprises de nombreux secteurs accordent une priorité croissante aux stratégies IoT, car la connectivité accrue des appareils et des systèmes semble promettre une optimisation sans précédent de l’expérience client et des opérations.

Pour mener à bien une initiative IoT, les développeurs doivent pouvoir accéder aux appareils individuels et les contrôler afin de garantir qu’ils exécutent les applications appropriées pour chaque système ou actif. Un système d’exploitation pour l’IoT leur confère ce pouvoir.

Les systèmes d’exploitation pour l’IoT vous seront utiles si vous cherchez à :

• Gérer les logiciels et les données sur des appareils IoT individuels.
• Adapter la programmation de chaque appareil afin d’optimiser son efficacité dans une architecture IoT.
• Économiser les ressources et l’énergie utilisées par les équipements IoT.
• Relier les appareils intégrés aux applications IoT, aux services cloud ou aux appareils edge.

Voir aussi : Meilleures solutions de gestion réseau 

Comment choisir un système d’exploitation pour l’IoT

Pour choisir le système d’exploitation IoT adapté à vos applications et à vos environnements, plusieurs facteurs doivent être pris en compte :

• Cas d’usage : Comme les systèmes d’exploitation pour l’IoT diffèrent par leurs fonctionnalités et leurs applications, le cas d’usage recherché détermine le type de système d’exploitation IoT à mettre en œuvre.
• Sécurité : Le système d’exploitation doit proposer les modules de sécurité adaptés aux applications et aux environnements de ses utilisateurs, car la sécurité de l’IoT est l’un des principaux déterminants de la réussite des initiatives IoT. Les vulnérabilités et les failles de sécurité exploitées par des acteurs malveillants entraînent souvent de lourdes conséquences pour les systèmes IoT.
• Évolutivité : Un bon système d’exploitation pour l’IoT offre une évolutivité adaptée à tout type d’appareil présent dans l’environnement de l’utilisateur.
• Connectivité : Il convient d’envisager un système d’exploitation prenant en charge un large éventail de protocoles de connectivité. Il doit également prendre en charge les protocoles pertinents et à jour afin d’être paré pour l’avenir.
• Empreinte : Selon le cas d’usage, il est important de choisir un système d’exploitation qui répond aux exigences en matière de mémoire, d’énergie et de traitement. Pour les appareils aux ressources limitées, le système d’exploitation doit minimiser la charge en traitement, en énergie et en mémoire.

Voir aussi : Principales entreprises de l’edge computing

Principaux systèmes d’exploitation pour l’IoT

Nucleus RTOS

Nucleus RTOS est un système d’exploitation temps réel qui permet aux développeurs de systèmes de répondre aux exigences complexes des conceptions intégrées avancées. Déployé sur plus de 3 milliards d’appareils, il fournit un système d’exploitation basé sur un micronoyau, conçu pour la fiabilité et l’évolutivité. Ses riches fonctionnalités de noyau et ses outils sont idéaux pour les cas d’usage nécessitant une empreinte évolutive, une gestion de l’énergie, de la sécurité et des performances déterministes.

Les marchés très exigeants soumis à des prérequis stricts en matière de sûreté et de sécurité, comme les systèmes industriels, les systèmes aéroportés, les dispositifs médicaux et l’automobile, comptent tous des déploiements réussis de Nucleus.

Principaux facteurs différenciants

• Prise en charge du multicœur : Nucleus RTOS offre une prise en charge étendue du multicœur, avec des solutions 32 bits et 64 bits pour les architectures uAMP, sAMP et SMP.
• Modèle de processus : Nucleus utilise son modèle de processus pour améliorer la fiabilité en fournissant un cloisonnement des domaines mémoire qui isole les logiciels et les sous-systèmes.
• Conception basse consommation : Grâce au Nucleus Power Management Framework, Nucleus RTOS offre aux développeurs de systèmes intégrés les dernières fonctionnalités d’économie d’énergie. Ils peuvent utiliser ce framework pour créer des applications sensibles à la consommation, répondant aux exigences de basse consommation des systèmes intégrés.
• Prise en charge de diverses solutions de connectivité : Nucleus prend en charge un large éventail de solutions de connectivité, notamment USB 2.0 et 3.0 optimisés, SDIO 2.0 et 3.0, 802.15.4, Bluetooth Low Energy (BLE) et Bluetooth, Wi-Fi et PCIe.

TinyOS

TinyOS est un système d’exploitation intégré open source et à composants, destiné aux appareils sans fil basse consommation et utilisé par une communauté issue du monde universitaire et de l’industrie. Il s’adresse à des appareils sans fil basse consommation comme ceux utilisés dans l’informatique ubiquitaire, les réseaux sans fil, les compteurs intelligents, les bâtiments intelligents et les réseaux personnels.

Comme TinyOS dépend des événements qu’il reçoit de son environnement, il s’agit d’un système d’exploitation événementiel. Ses capacités d’optimisation de la mémoire le rendent populaire auprès des développeurs.

Principaux facteurs différenciants

• Optimisation pour les limites mémoire des réseaux de capteurs : Les applications TinyOS sont écrites dans un dialecte du langage de programmation C appelé nesC, optimisé pour les limites mémoire des réseaux de capteurs.
• Interfaces et composants d’abstraction communs : TinyOS fournit des interfaces et des composants pour des abstractions standard comme le routage, la communication par paquets, l’actionnement, la détection et le stockage.
• Simulation des algorithmes et des protocoles : Le système d’exploitation TinyOS contribue à la simulation à grande échelle d’algorithmes et de protocoles de communication. TinyOS est donc utile au développement de protocoles de communication pour les réseaux de capteurs sans fil.

Amazon FreeRTOS

Amazon FreeRTOS est un système d’exploitation open source en temps réel destiné aux appareils aux ressources limitées. Il simplifie la programmation, le déploiement, la sécurité, la connectivité et la gestion des petits appareils edge basse consommation. Ce système d’exploitation indépendant du cloud se caractérise par un noyau rapide, réactif et fiable, et est implémenté sur plus de 40 architectures. Les développeurs disposent ainsi d’un vaste choix de matériels compatibles avec des ensembles de bibliothèques logicielles prépackagées.

Parmi les cas d’usage de FreeRTOS figurent la collecte et le traitement locaux des données, la gestion de plusieurs tâches d’équipements commerciaux et la mise à jour à distance des appareils.

Principaux facteurs différenciants

• Connectivité : Les appareils FreeRTOS peuvent maintenir une connectivité locale via Ethernet et Wi-Fi grâce à des bibliothèques de connectivité locale, comme celles de gestion du Wi-Fi. FreeRTOS prend également en charge la connectivité cloud, afin de permettre aux utilisateurs de collecter facilement des données et d’agir sur des appareils à base de microcontrôleurs pour les applications IoT, ainsi qu’avec d’autres services cloud AWS.
• Prise en charge des fonctionnalités et services AWS IoT : Amazon FreeRTOS prend en charge des fonctionnalités et services AWS IoT tels que AWS IoT Core Device Shadow et AWS IoT Device Defender.
• Mises à jour sans fil : L’utilisation de FreeRTOS avec AWS IoT Device Management fournit une solution de mise à jour sans fil. FreeRTOS réduit la consommation de mémoire nécessaire au déploiement de mises à jour sans fil pour les appareils à base de microcontrôleurs.

Windows 10 IoT

Windows 10 IoT permet aux développeurs de tirer parti de la puissance de Windows 10 pour créer rapidement et en toute sécurité des solutions IoT, grâce à des outils de développement, une sécurité de niveau entreprise et un support à long terme. Windows fournit un système d’exploitation fiable sur lequel les solutions IoT peuvent être créées et déployées. Il aide les utilisateurs à connecter leurs appareils au cloud via Azure IoT et à exploiter les informations obtenues pour proposer des expériences personnalisées, renforcer l’engagement client et améliorer les résultats de l’entreprise.

Windows 10 IoT existe en deux éditions : Windows 10 IoT Core et Windows 10 IoT Enterprise.

Principaux facteurs différenciants

• Windows 10 Enterprise : Windows 10 IoT Enterprise offre toute la puissance de Windows 10 Enterprise pour une utilisation sur des appareils dédiés tels que les points de vente, les passerelles intelligentes, la robotique, les bornes interactives et bien plus encore.
• Sécurité : Windows 10 IoT dispose de nombreuses fonctionnalités de sécurité pour répondre au besoin croissant de gérer et de sécuriser les appareils numériques, alors que l’IoT se généralise. Windows 10 IoT propose des technologies de sécurisation des appareils telles que Trusted Platform Module (TPM), Secure Boot, BitLocker, Device Guard et Device Health Attestation.
• Outils de développement : Windows for IoT fournit des outils de développement efficaces et familiers pour créer et gérer des appareils IoT.
• Prise en charge des protocoles cloud ouverts : Windows for IoT prend en charge les protocoles cloud ouverts et des expériences prêtes à l’emploi qui apportent les capacités d’intelligence d’Azure à Windows for IoT.

Tizen

Tizen est un système d’exploitation flexible conçu par une communauté de développeurs dans le cadre d’une gouvernance open source, afin de répondre spécifiquement aux besoins des développeurs d’applications, des fabricants d’appareils, des opérateurs mobiles et d’autres acteurs de l’écosystème des appareils mobiles et connectés. Les développeurs peuvent utiliser Tizen pour créer de puissantes applications et les exécuter sur un large éventail d’appareils.

Il fournit un ensemble complet d’outils permettant de créer des applications natives Tizen et des applications web via Tizen Studio, qui comprend un environnement de développement intégré (IDE), une chaîne d’outils, un émulateur, du code exemple et de la documentation.

Principaux facteurs différenciants

• Profils multiples : Le système d’exploitation Tizen propose plusieurs profils pour répondre aux exigences de différents secteurs. Ces profils Tizen incluent Tizen IVI (infodivertissement embarqué), Tizen TV, Tizen Mobile et Tizen Wearable. Depuis Tizen 3.0, tous ces profils reposent sur la même infrastructure partagée, appelée Tizen Common.
• Personnalisation du système d’exploitation : Avec Tizen, les partenaires fabricants et les opérateurs mobiles peuvent collaborer pour personnaliser le système d’exploitation et l’expérience utilisateur afin de répondre aux besoins spécifiques de leurs segments de clientèle.
• Développement d’applications natives : Tizen offre aux développeurs d’applications et aux éditeurs de logiciels indépendants les capacités du développement d’applications natives, avec une prise en charge flexible de HTML5. Il permet aux développeurs d’applications d’étendre leur champ d’action aux appareils intelligents équipés de Tizen.

RIOT OS

RIOT OS est un système d’exploitation open source gratuit, doté d’une communauté mondiale réunissant des acteurs de l’industrie, des passionnés et des universitaires. Il prend en charge la plupart des appareils IoT basse consommation et des appareils externes, ainsi que les architectures de microcontrôleurs 8, 16 et 32 bits. Il fournit un microkernel, des utilitaires et des piles réseau comprenant notamment des structures de données, des bibliothèques cryptographiques et un shell. Le système d’exploitation cible principalement les systèmes trop contraints pour exécuter Linux. Il cherche à implémenter toutes les normes ouvertes applicables prenant en charge un Internet des objets sécurisé, durable et connecté.

Principaux facteurs différenciants

• Connectivité : RIOT OS adopte une approche modulaire pour s’adapter aux besoins des applications et décloisonner les environnements. Le système d’exploitation vise à prendre en charge toutes les technologies réseau standard et les normes Internet.
• Sécurité : RIOT prend en charge la sécurité DTLS, le chiffrement IEEE 802.15.4, les mises à jour sécurisées des firmwares, de nombreux packages cryptographiques et des éléments sécurisés sur le plan cryptographique afin de permettre la création d’applications IoT sécurisées.
• Qualité du code : La communauté RIOT utilise des outils éprouvés pour tester constamment le code et maintenir les normes de qualité les plus élevées.

Wind River VxWorks

Wind River VxWorks est un système d’exploitation temps réel qui offre les performances, la fiabilité, la sécurité et les fonctionnalités de sûreté nécessaires pour atteindre les normes les plus strictes lors de l’exécution des systèmes informatiques embarqués de l’infrastructure critique de ses utilisateurs. Il s’agit d’un RTOS préemptif basé sur les priorités, caractérisé par une faible latence et une gigue minimale. Il repose sur une architecture non seulement évolutive, mais aussi conçue pour durer, afin de permettre à ses clients de répondre à l’évolution des besoins du marché et des technologies.

VxWorks prend également en charge le déploiement d’applications via des conteneurs. Cette approche moderne des RTOS accroît la productivité des développeurs et les aide à déployer en toute confiance des applications embarquées et critiques pour la sécurité.

Principaux facteurs différenciants

• Prise en charge étendue du multicœur et du multiprocesseur : VxWorks aide ses utilisateurs à exploiter pleinement le matériel, car il prend en charge les processeurs multicœurs 32 et 64 bits fondés sur les architectures Arm, Intel, RISC-V et Power.
• Conteneurs OCI : Les utilisateurs peuvent employer des outils et méthodes similaires à ceux de l’informatique pour empaqueter et déployer rapidement leurs applications. Ils peuvent envoyer leurs applications vers des registres de conteneurs standard et les récupérer depuis leurs appareils déployés basés sur VxWorks.
• Fonctionnalités de sécurité : VxWorks intègre des fonctionnalités de sécurité complètes et en évolution rapide afin de permettre aux architectes de mettre en place des niveaux de sécurité adaptés à la surface d’attaque et aux menaces auxquelles sont exposés leurs cas d’usage et environnements.

Tableau comparatif : systèmes d’exploitation pour l’IoT