Amazon FreeRTOS

Système d'exploitation IoT pour microcontrôleurs

Amazon FreeRTOS (a:FreeRTOS) est un système d'exploitation pour microcontrôleurs qui facilite la programmation, le déploiement, la protection, la connexion et la gestion de petits appareils à faible puissance en périphérie. Amazon FreeRTOS se compose du noyau FreeRTOS, un système d'exploitation open source très utilisé pour les microcontrôleurs, ainsi que de bibliothèques logicielles supplémentaires qui permettent d'établir une connexion sécurisée entre vos petits appareils à faible puissance et des services du cloud AWS tels qu'AWS IoT Core ou des appareils en périphérie plus puissants exécutant AWS Greengrass.

Un microcontrôleur (MCU) est une puce individuelle munie d'un simple processeur et commune à de nombreux appareils, notamment les appareils domestiques, les capteurs, les moniteurs d'activité physique, les systèmes d'automatisation industrielle et les automobiles. Nombre de ces petits appareils pourraient tirer profit d'une connexion au cloud ou à d'autres appareils locaux. Par exemple, les compteurs électriques intelligents doivent être connectés au cloud afin de transmettre les rapports de consommation et les systèmes de sécurité des bâtiments doivent communiquer localement pour déverrouiller les portes devant lesquelles vous présentez votre badge. Les microcontrôleurs possèdent une puissance de calcul et une capacité de stockage limitées. Ils accomplissent généralement des tâches simples et fonctionnelles. Les microcontrôleurs présentent souvent des systèmes d'exploitation dépourvus de fonctionnalités de connexion à des réseaux locaux ou au cloud, rendant l'utilisation de ces puces compliquée dans l'IoT. Amazon FreeRTOS apporte une solution à ce problème en fournissant le système d'exploitation de base (pour l'exécution d'appareils en périphérie) ainsi que des bibliothèques logicielles qui facilitent la connexion sécurisée au cloud (ou à d'autres appareils en périphérie), vous permettant ainsi de récolter les données qu'ils génèrent afin de les utiliser dans le cadre de l'IoT et d'agir en conséquence.

Pour démarrer, vous pouvez utiliser la console Amazon FreeRTOSafin de configurer et de télécharger Amazon FreeRTOS pour votre appareil. Le programme de qualification Amazon FreeRTOS vous permet de vous assurer que le microcontrôleur utilisé dans votre appareil est totalement compatible avec les fonctionnalités et les capacités d'Amazon FreeRTOS. Amazon FreeRTOS est un système d'exploitation open source et son utilisation est gratuite. Pour en savoir plus sur le démarrage, cliquez ici.

Qu'est-ce qu'Amazon FreeRTOS ?

Avantages

Basé sur le noyau FreeRTOS

Amazon FreeRTOS est un système d'exploitation open source basé sur le noyau FreeRTOS, le système d'exploitation temps réel le plus utilisé pour les microcontrôleurs. Avec Amazon FreeRTOS, vous pouvez mettre à profit le vaste écosystème d'outils disponibles mis au point pour le noyau FreeRTOS. Si vous utilisez déjà le noyau FreeRTOS sur vos appareils actuels, vous pouvez choisir Amazon FreeRTOS et tirer profit des fonctionnalités que présentent les bibliothèques supplémentaires, ou simplement continuer à utiliser le noyau de système d'exploitation.

Programmation, déploiement et gestion faciles des appareils connectés à faible puissance

Amazon FreeRTOS inclut des bibliothèques logicielles qui facilitent la programmation de vos appareils afin de les doter de fonctions souvent nécessaires dans l'IoT, notamment des bibliothèques qui aident à la configuration d'appareils sur un réseau local utilisant des protocoles de connectivité communs tels que le Wi-Fi ou l'Ethernet. Amazon FreeRTOS comprend également une fonction de mise à jour à distance pour mettre à jour à distance les appareils avec amélioration des fonctions ou correctifs de sécurité.

Sécurité des données et des connexions entre appareils

Amazon FreeRTOS inclut des bibliothèques qui facilitent la sécurisation des données et des connexions des appareils, notamment la prise en charge du chiffrement des données et de la gestion de clés. Amazon FreeRTOS prend en charge le protocole Transport Layer Security (TLS v1.2) afin d'aider vos appareils à se connecter de manière sécurisée au cloud. Amazon FreeRTOS possède également une fonction de signature de code pour vous assurer que le code de votre appareil n'est pas compromis lors du déploiement et des mises à jour à distance.

Connexion au cloud ou à un appareil en périphérie local

Les appareils Amazon FreeRTOS peuvent directement se connecter au cloud grâce à des services cloud, tels qu'AWS IoT Core, ou à des appareils en périphérie locaux, tels que les appareils AWS Greengrass. La connexion d'un appareil Amazon FreeRTOS à un appareil Greengrass Core permet de maintenir la communication avec cet appareil même s'il est déconnecté du cloud.

Un vaste écosystème matériel et technologique

Amazon FreeRTOS vous donne la flexibilité nécessaire pour mettre facilement au point des solutions IoT sur un large éventail de puces et prend en charge diverses architectures, telles qu'ARM et MIPS. Pour les nouveaux appareils, vous avez le choix entre différents chipsets compatibles fabriqués par des fournisseurs de confiance, dont Espressif, Microchip, NXP Semiconductors, STMicroelectronics, Texas Instrument ainsi que d'autres fournisseurs certifiés par le programme de qualification Amazon FreeRTOS.

Fonctionnement

Amazon FreeRTOS met à votre disposition tout ce dont vous avez besoin pour faciliter la programmation d'appareils munis de microcontrôleurs et la collecte de données en vue de leur utilisation dans l'IoT. Vous pouvez commencer par choisir un microcontrôleur totalement compatible avec les fonctions et les capacités d'Amazon FreeRTOS chez l'un des fournisseurs de confiance, comme Espressif, Microchip, NXP Semiconductors, STMicroelectronics, Texas Instrument ou d'autres fournisseurs certifiés par le programme de qualification Amazon FreeRTOS. Vous pouvez ensuite utiliser la console Amazon FreeRTOS afin de sélectionner les bibliothèques logicielles adaptées à vos besoins pour vos appareils et afin de télécharger la totalité du système d'exploitation Amazon FreeRTOS, y compris les bibliothèques propres à l'appareil et à ses fonctions. Pour en savoir plus sur les différentes manières de prendre Amazon FreeRTOS en main, cliquez ici.

Une fois Amazon FreeRTOS déployé dans vos appareils, vous pouvez les connecter en toute sécurité à des services de cloud comme AWS IoT Core ou à un appareil périphérique local, puis les mettre à jour à distance grâce à la fonction de mise à jour à distance (actuellement en version bêta).

Cas d'utilisation

Utilisations industrielles

Les clients du secteur industriel utilisent des appareils dotés de microcontrôleurs qui génèrent des données liées à des charges de travail stratégiques. Les capteurs, les vérins, les pompes et les composants d'automatisation industriels sont couplés à des microcontrôleurs parce que ces derniers sont bon marché, consomment peu d'énergie et peuvent réaliser des actions en temps réel. Par exemple, une pompe individuelle sur une plate-forme pétrolière qui est commandée par un microcontrôleur a le pouvoir d'arrêter toute la production en cas de panne. Amazon FreeRTOS permet à ces clients de récolter des données sur les performances du système et la pression qu'il subit grâce à une connexion directe au cloud et d'agir localement à l'endroit requis et en temps réel avec AWS Greengrass afin d'empêcher de telles pannes, sources de problèmes.

Solutions interentreprises

Les microcontrôleurs entrent souvent dans la fabrication d'appareils de commerce interentreprises grâce à leur faible consommation énergétique et à leur prix réduit. Par exemple, les fabricants d'équipements de sécurité connectent de plus en plus souvent les appareils munis de microcontrôleurs, tels que les verrous de porte d'entreprise et les systèmes de capteurs. Amazon FreeRTOS permet à ces entreprises d'accélérer le lancement de nouveaux produits connectés en simplifiant les étapes de design et de développement. Le développement est simplifié grâce au programme de qualification Amazon FreeRTOS, qui donne accès à une liste de microcontrôleurs certifiés, et à la console Amazon FreeRTOS, qui vous permet de télécharger le code source adapté à ce microcontrôleur et à ce cas d'utilisation. Ces fabricants peuvent ainsi appliquer en toute sécurité des correctifs aux verrouillages d'accès commerciaux grâce à la fonction de mise à jour à distance.

Produits de grande consommation

Amazon FreeRTOS peut aider les sociétés de produits de grande consommation, telles que les fabricants d'appareils domestiques ainsi que de technologies portables ou de systèmes d'éclairage connectés, à normaliser le développement, la livraison et la maintenance d'appareils munis de microcontrôleurs pour différents produits et modèles. Amazon FreeRTOS fournit un système d'exploitation pour microcontrôleurs individuel qui peut prendre en charge une large gamme de matériel de microcontrôleurs à la puissance et aux capacités variées. Ceci permet à ces entreprises de se concentrer sur l'innovation de produits plutôt que sur la gestion de la complexité du développement logiciel de plusieurs gammes de produits. Grâce à une fonction de mise à jour à distance qui sera ajoutée à Amazon FreeRTOS, vous pourrez également mettre des fonctions à jour en toute sécurité sur des produits de grande consommation déjà distribués.

Témoignages de clients

« Chez Allegion, Amazon FreeRTOS nous permet d'innover et de rapidement doter nos produits connectés, tels que nos verrous électroniques Schlage, de nouvelles fonctionnalités ainsi que de passer rapidement d'une plate-forme matérielle à une autre. Nous pouvons nous concentrer sur nos points forts, c'est-à-dire la conception de produits de sécurité innovants, tout en sachant que l'intégration sera fiable et prévisible grâce à Amazon FreeRTOS. »

– Todd Graves, premier vice-président pour l'ingénierie et la technologie chez Allegion

Amazon FreeRTOS permet d'introduire rapidement du matériel intégré grâce au cloud IoT. Grâce aux nouvelles fonctions ajoutées au noyau FreeRTOS, dont la toute prochaine fonction de mise à jour de microprogramme à distance par signature de code, ce noyau est totalement performant sous le protocole MQTT, ce qui évite d'avoir à gérer plusieurs ports, plusieurs interfaces de connexion et plusieurs protocoles en même temps. Les bibliothèques Amazon FreeRTOS aident à réduire le temps de développement initial, si bien qu'Allegion (Schlage) peut se concentrer sur les fonctionnalités qui apportent une valeur ajoutée au client pour ses solutions de sécurité.

« Amazon FreeRTOS constitue un grand pas en avant pour notre entreprise et nos clients. Les équipes de développeurs peuvent désormais concentrer leur énergie sur l'application plutôt que sur la plomberie, la messagerie ou la sécurité. Il leur suffit maintenant de choisir la carte-mère et la puce, et de se connecter tout simplement à AWS IoT. »

– Seb Chakraborty, directeur technique

Centrica Connected Home (Hive) considère Amazon FreeRTOS comme un outil indispensable qui permet d'accélérer les cycles de développement des produits pour les nouveaux appareils connectés munis de microcontrôleurs, tels que le Hive Leak Sensor. En comparaison avec les technologies de micrologiciel sur mesure que Centrica Connected Home utilisait dans ses anciens capteurs, le système d'exploitation Amazon FreeRTOS peut raccourcir le délai de commercialisation étant donné qu'il réduit grandement les efforts de développement nécessaires afin d'établir une connexion sécurisée avec AWS IoT et d'évaluer plusieurs puces à la fois, puisque le même code peut désormais être exécuté en parallèle sur plusieurs d'entre elles. Centrica Connected Home prévoit également une baisse potentielle des coûts opérationnels grâce aux services gérés AWS tels que la fonction de mise à jour à distance par signature de code.

« Nous avons évalué les technologies AWS Greengrass et Amazon FreeRTOS dans le cadre d'un projet de preuve de concept et, sur une courte période, ces technologies nous ont permis de connecter les systèmes Honeywell entre eux en toute sécurité sur un réseau local, leur permettant ainsi de communiquer avec une très faible latence sans connexion internet. Cette technologie pourrait nous aider à intégrer des produits tiers dans notre écosystème. La capacité d'AWS Greengrass à réaliser des analyses en périphérie est particulièrement intéressante dans plusieurs de nos cas d'utilisation. »

– Aravind Padmanabhan, vice-président d'IoT Platforms & Innovation

Honeywell présente un projet de preuve de concept réalisé par son équipe innovation avec les technologies AWS Greengrass et Amazon FreeRTOS. Ce projet a permis à Honeywell de rapidement mettre au point un prototype de démonstration d'un système équipé de son thermostat Wi-Fi Lyric T5, d'un système de sécurité résidentielle Honeywell et de divers capteurs externes. Les clients profitent notamment de la mise en place rapide de réseaux locaux et de la réalisation d'analyses en périphérie. Cette offre n'est pas disponible dans le commerce, mais elle démontre que cette solution est réalisable en utilisant les nouveaux services IoT d'AWS.

Les robots du laboratoire Jet Propulsion Laboratory de la NASA doivent travailler dans des environnements extrêmes, souvent aux frontières de l'univers connu. Grâce au calcul en périphérie AWS et à Amazon FreeRTOS, le JPL a pu élaborer un prototype de divers robots en essaim, qui utilise différents types de robots pour exécuter une tâche complexe. Amazon FreeRTOS a permis à JPL de concevoir et d'introduire de nouveaux robots miniaturisés différents et plus puissants bien plus rapidement qu'auparavant, tous construits sur du matériel informatique extrêmement restreint.