RealTimeAnwendungen

RealTimeAnwendungen bezeichnet man Software-oder Computersysteme, die darauf ausgelegt sind, auf Ereignisse oder Eingaben innerhalb fest definierter Fristen zeitgerecht zu reagieren. Sie zeichnen sich durch deterministisches Verhalten aus, bei dem Ausführungszeiten und der Abschluss von Aufgaben vorhersehbar sind. Real-Time-Anwendungen finden sich vor allem in sicherheitskritischen, leistungssensitiven Bereichen.

Es gibt verschiedene Real-Time-Kategorien: Hard Real-Time, bei der das Fristversäumnis gravierende Folgen haben kann; Soft Real-Time, bei der Fristüberschreitungen akzeptabel, aber zu vermeiden sind; und Firm Real-Time, bei dem Fristen wichtig sind, deren Nichteinhaltung jedoch weniger kritisch ist. Zentrale Merkmale sind Deadlines, deterministische Latenz, geringer oder kontrollierbarer Jitter sowie zuverlässige Ressourcenplanung und -verwaltung.

Architektur- und Umsetzungskonzepte umfassen den Einsatz von Echtzeitbetriebssystemen (RTOS) und Echtzeit-Scheduling-Algorithmen wie Rate Monotonic Scheduling (RMS) oder Earliest Deadline First (EDF). Zeitgetaktete Architekturen (time-triggered), feste Prioritäten, präzises Interrupt-Handling und robuste Speicher- sowie Ressourcenplanung sind typische Bausteine. In der Kommunikation kommen deterministische Netze oder Feldbusse zum Einsatz, oft ergänzt durch Time-Sensitive Networking (TSN) in vernetzten Systemen.

Anwendungsfelder reichen von Luftfahrt- und Automobiltechnik über Robotik und Prozesssteuerung bis hin zu medizinischen Geräten und industrieller Automatisierung. Auch Multimedia- oder Virtual-Reality-Anwendungen können Real-Time-Anforderungen erfüllen müssen, um Synchronität und stabile Latenzen zu gewährleisten.

Herausforderungen umfassen Verifikation, Validierung und Zertifizierung in sicherheitskritischen Bereichen, Worst-Case-Latenz-Analysen, Tests in Simulationen sowie Portabilität von RTOS. Entwicklungspraktiken nutzen Sprachen wie C/C++ oder Ada, Modellierung mit Timing-Constraints und spezialisierte Tools für Timing-Analyse und Scheduling.