Ajoitusviiveet

Ajoitusviiveet ovat ajan viivettä, joka ilmenee, kun signaali tai tapahtuma vaikuttaa järjestelmään myöhemmin kuin suunniteltu. Ne kuvaavat eräänlaista latenssia prosessin eri vaiheissa, kuten sensorin lukemasta aktorina vaikuttavaan toimintaan. Ajoitusviiveet voivat johtua laskennasta, tiedonsiirrosta, antureista, toimilaitteista tai mekaanisista rajoitteista, ja niitä voidaan esiintyä sekä sähköisissä että mekaanisissa järjestelmissä.

Viiveet voivat olla tasaisia ( vakio) tai vaihtelevia (jitter). End-to-end-viive mittaa ajan kokonaismäärän siitä, kun tapahtuma alkaa, siihen asti kun sen vaikutus näkyy kaikissa osajärjestelmissä. Laskennallinen viive, kommunikaatioviive, sensorointi- ja toimilaitteen viive sekä käyttöjärjestelmän ajastuksen aiheuttamat viiveet ovat yleisiä komponentteja.

Mittaaminen ja vaikutukset riippuvat sovelluksesta. Tyypillisiä mittayksiköitä ovat millisekunnit tai mikrosekunnit. Suuremmat viiveet voivat heikentää ohjauksen vakautta, kasvattaa vasteaikoja ja lisätä epävarmuutta järjestelmän toiminnassa. Erityisesti reaaliaikaisissa ja turvallisuuskriittisissä järjestelmissä viiveet voivat johtaa ohjauksellisiin virheisiin tai ei-toivottuihin poikkeamiin.

Ehkäisy ja hallinta perustuvat suunnitteluun ja arkkitehtuuriin. Keinoja ovat nopeampi laskenta, tehokkaampi ohjelmointi, optimoidut kommunikaatiokanavat, realiajokäyttöjärjestelmän aikarajat sekä kyky kompensoida viiveitä ennusteiden tai feedforward-tekniikoiden avulla. Joissain tapauksissa käytetään Smithin etukäteen mallinnettua ennustusta constanttien viiveiden hallintaan. Lisäksi paikallinen prosessointi voi vähentää verkon aiheuttamaa viivettä.

Sovellukset kattavat robotiikan, etäohjauksen, verkko- ja pilvipohjaiset järjestelmät sekä ääni- ja videostreaming-palvelut, joissa viiveet vaikuttavat käyttökokemukseen tai turvallisuuteen. Ajoitusviiveiden ymmärtäminen ja hallinta on olennaista sekä suunnittelussa että järjestelmän ylläpidossa.