Noyau de système d'exploitation - Définition

Synthèse des principaux noyaux et de leurs architectures

Noyau	Noyau monolithique	Noyau monolithique modulaire	Micro-noyau	Micro-noyau enrichi	Noyau hybride	Temps réel	Exemples de systèmes d’exploitation associés
AIX		Oui			Non	Oui	AIX
Amoeba			Oui			Oui
BeOS				Oui	Oui	Oui	BeOS
Anciens BSD	Oui				Non	Non	BSD
BSD 4.4		Oui			Non	Non	BSD - Solaris 1
Chorus			Oui			Oui
Fiasco			Oui			Oui	GNU/L4Linux/Fiasco
HURD				Oui	Non	Non	GNU/HURD
Irix		Oui			Non	Oui	Irix
Jaluna				Oui	Oui	Oui	Jaluna/Chorus
L4			Oui			Oui	GNU/HURD ; GNU/L4linux
Linux < 1.2	Oui				Non	Non	GNU/Linux
Linux > 1.2		Oui			Non	Non	GNU/Linux
LynuxWorks				Oui	Oui	Oui	GNU/Linux/LynuxWorks
Mach			Oui			Oui	Mac OS X, Darwin, GNU/HURD, GNU/Mklinux
Minix				Oui	Non	Oui (Extensions)	Minix
NeXTStep				Oui	Oui	Non	NeXTStep
Nucleus				Oui	Oui	Oui	Nucleus
OS/2		Oui			Non	Non	OS/2
OS/360	Oui				Non	Non	OS/360
QNX				Oui	Oui	Oui	QNX
RTAI				Oui	Oui	Oui	GNU/RTAI
RT-OS360/75	Oui				Non	Oui	IBM RTOS
Unix SysVr4 / SunOS 5		Oui			Non	Non	Solaris 7 et suivant
VxWorks				Oui	Oui	Oui	Windows/VxWorks, BSD/VxWorks
Windows NT (Noyau de)				Oui	Oui	Non	Windows NT
XNU				Oui	Oui	Oui	Mac OS X, Darwin
Microware OS-9						Oui	OS-9

Noyaux temps réel

Une possibilité d’architecture de noyau temps réel hybride

Les noyaux temps réel sont fonctionnellement spécialisés. Ce sont des noyaux généralement assez légers qui ont pour fonction de base stricte de garantir les temps d’exécution des tâches. Il n’y a pas à proprement parler de notion de rapidité de traitement ou de réactivité dans les noyaux temps réel, cette notion est plutôt implicite à la garantie des temps d’exécution en comparaison aux critères temporels de l’application industrielle (la réactivité d’un système de freinage ABS n’a pas les mêmes critères temporels que le remplissage d’une cuve de pétrole).

Très utilisés dans le monde de l’électronique embarquée, ils sont conçus pour tourner sur des plates-formes matérielles limitées en taille, puissance ou autonomie.

Les noyaux temps réel peuvent adopter en théorie n’importe quelle architecture précédemment listée. Ils fournissent souvent deux interfaces séparées, l’une spécialisée dans le temps réel et l’autre générique. Les applications temps réel font alors appel à la partie temps réel du noyau.

Une des architectures souvent retenue est un noyau hybride qui s’appuie sur la combinaison d’un micro-noyau temps réel spécialisé, allouant du temps d’exécution à un noyau de système d’exploitation non spécialisé. Le système d’exploitation non spécialisé fonctionne en tant que service du micro-noyau temps réel. Cette solution permet d’assurer le fonctionnement temps réel des applications, tout en maintenant la compatibilité avec des environnements préexistants.

Par exemple, on peut avoir un micro-noyau temps réel allouant des ressources à un noyau non temps réel tel que Linux (RTLinux, RTAI) ou Windows. L’environnement GNU (resp. Windows) peut alors être exécuté à l’identique sur le noyau pour lequel il a été conçu, alors que les applications temps réel peuvent faire directement appel au micro-noyau temps réel pour garantir leurs délais d’exécutions.

VxWorks est un noyau propriétaire temps réel très implanté dans l’industrie bien que les systèmes à base de noyau Linux se déploient énormément et aient un succès grandissant via RTAI (RTLinux étant breveté).