Le système d'exploitation libre Contiki arrive en version 2.3

Le 27 juin dernier, Adam Dunkels annonçait la version 2.3 du mini-système libre Contiki. Au programme : un support amélioré d'IPv6, du nouveau matériel supporté et des applications haut-niveau comme… un client Twitter.

Principe de Contiki

Contiki est un OS conçu pour prendre le moins de place possible. Le but ? Pouvoir l'embarquer dans un maximum de machines différentes, aussi peu puissantes soient-elles. Ainsi, Contiki fonctionne sur Apple II, sur Atari, sur Commodore, sur NES, sur Game boy… sans oublier certains micro-contrôleurs. Pour cela, le code est écrit en C, et un grand nombre de bibliothèques ont du être développées de zéro.

Ainsi, un système complet est supposé pouvoir tourner sans problèmes avec moins de 10 ko de RAM et moins de 50 ko de ROM. Cependant, même avec aussi peu de place, beaucoup de choses peuvent être faites : une distribution complète de Contiki inclut ainsi un client IRC, un navigateur et un serveur web, tout ça avec une interface graphique minimaliste, nommée CTK.

Mais la plus grande prouesse de Contiki reste sans doute sa pile TCP/IP, uIP, très complète mais néanmoins compacte. Adam Dunkels, qui est aussi à l'origine de ce projet, aurait, grâce à l'outil de prise d'empreinte nmap, assez récemment détecté son utilisation dans un modèle de caméra réseau, ce qui est parfaitement légal étant donnée la licence de uIP. Il est cependant impossible de savoir si c'est Contiki tout entier qui est utilisé par cet appareil, ou juste la pile TCP/IP.

Liens complémentaires :
• Un Apple II surf sur le web grâce à Contiki (Youtube)
• Le système de fichiers Coffee pour mémoires Flash, développé pour Contiki

Les capteurs sans-fil

Le domaine d'application dans lequel Contiki excelle le plus reste sans doute celui des réseaux de capteurs sans-fil (en Anglais, WSN). Les capteurs sans-fils sont petits (quelques millimètres cubes), équipés d'une batterie naturellement limitée, et sont déployés en grand nombre dans les endroits sur lesquels on veut avoir des informations en temps réel. Par exemple un champ de bataille qu'on veut surveiller, une forêt dans laquelle on veut prévenir les risques d'incendie, un bâtiment public vieillissant… la liste des applications possibles est très vaste !

Les principaux systèmes embarqués candidats pour être utilisés dans cette branche sont TinyOS et Contiki. Le premier est développé conjointement par l'université Berkeley et la société Intel, et était précédemment le plus utilisé dans le domaine du micro-embarqué. Cependant, il souffre de quelques défauts, dont certains sont palliés par Contiki. Par exemple, il ne supporte pas le chargement modulaire de parties du logiciel embarqué, ce qui force l'envoi du binaire complet lors d'une mise à jour à distance. Ce genre de détail compte : l'énergie étant limitée sur un capteur sans-fil, moins vous avez d'informations à transmettre, et plus vous l'économisez.

De plus, Contiki possède une gestion de la programmation parallèle sous forme de « proto-threads », qui sont des processus légers développés spécialement pour l'occasion de même que uIP. Cependant, la bibliothèque servant à les contrôler est libre, et ils sont donc réutilisables à loisir. Développés en C standard, ils ne contiennent aucun code spécifique à un quelconque OS.

Liens complémentaires :
• Exemples d'utilisation des proto-threads
• Le projet RUNES, qui utilise Contiki pour la sécurité civile. En particulier, un scénario d'incendie dans un tunnel avec une vidéo futuriste.

Les nouveautés de la version 2.3

Le développement de Contiki reste actif, puisque de nombreuses améliorations apparaissent avec cette nouvelle version. La première mise en avant est la pile uIPv6, annoncée en Octobre dernier conjointement par Cisco, Atmel et l'équipe de Contiki, mais fraîchement intégrée au système. Contiki fait donc enfin partie des systèmes dits "IPv6 ready".

Dans le but d'économiser toujours un peu plus d'énergie, le protocole X-MAC a également été incorporé au système. Ce protocole, appartenant à la couche de liaison de données, vise à permettre la synchronisation entre les différents nœuds du réseau (différents capteurs sans-fil par exemple, ou un capteur et une base). Il vise à remplacer LPL, utilisé jusqu'à présent, en permettant une synchronisation plus efficace (donc moins de temps d'attente) entre expéditeur et receveur, et une préparation beaucoup plus légère du message du côté de l'expéditeur. Les nœuds ont donc besoin d'être actifs pendant une durée plus limitée de temps, ce qui économise leur batterie (on peut considérer qu'ils se remettent "en veille" pour économiser la batterie et ne se réveillent que de temps en temps pour éventuellement échanger des données).

Les dernières améliorations de la version 2.3 sont plutôt du domaine de l'utilisation, et ajoutent par exemple quelques nouvelles commandes dans le shell de Contiki, parmi lesquelles netstat (liste les connexions TCP de la machine), des commandes permettant la communication entre différents nœuds sous Contiki, mais aussi le nécessaire pour utiliser Twitter sous Contiki. En effet, le 3 Mai dernier, l'équipe de développement choisissait la plate-forme de micro-blogging comme nouveau média pour publier les modifications apportées au système. Vous pourrez enfin être au courant des dernières nouveautés directement sur votre Apple II . Enfin, signalons l'adoption dans le kit de développement Contiki du logiciel de frise chronologique Cooja, qui montre en temps réel les échanges réalisés par les différents nœuds.

Liens complémentaires :
• Une vidéo de démonstration de Cooja (Youtube).
• Présentation de Contiki sur le site officiel

Conclusion

Ainsi, dans de vieilles machines aussi bien que dans des réseaux de capteurs sans-fil, Contiki se révèle performant et innovant. Il serait facile pour vous si vous suivez le tutoriel sur le langage C du site de développer pour ce système, en l'émulant ou même en l'installant chez vous. Cela peut-être amusant, et très formateur ! Et puis vous avez bien une vieille game boy qui traîne, non ?