Realtidapplikationer

Realtidapplikationer är mjukvarusystem som måste producera korrekta resultat inom förutbestämda tidsramar. I sådana system är inte bara funktionell korrekthet viktig, utan även när resultatet levereras. Fördröjningar eller oregelbundenhet i svarstider kan påverka säkerhet, stabilitet eller användbarhet.

Egenskaperna inkluderar deterministiskt tidsbeteende och tydliga deadlines. Systemen har ofta en fast samplingstid eller en deadline per uppgift, och planering dras ofta på worst-case execution time (WCET) för att garantera att alla uppgifter hinner färdigställas. Jitter och fördröjningar måste kontrolleras och minimeras genom lämplig design och analys.

Realtidsystem klassificeras ofta som hård realtid eller mjuk realtid. Hård realtid kräver att varje uppgift alltid avslutas innan sin deadline, annars uppstår ett kritiskt fel. Mjuk realtid tillåter att vissa deadlinesmissar inträffar utan katastrof, men prestanda och upplevd kvalitet försämras.

Teknik och arkitektur involverar ofta ett realtid-operativsystem (RTOS) eller realtidsfunktioner i ett vanligt operativsystem. Schemaläggning kan vara fast-prioritet (till exempel rate-monotonic) eller dynamisk (earliest deadline first). Hantering av resursblockering, prioriteringsinvertering och deterministisk kommunikation är centrala utmaningar.

Vanliga tillämpningar finns inom fordonsstyrning, industriell automation och robotik, medicinska enheter, övervakning av elnät och processreglering, telekommunikation och realtidsmultimedia där låga och förutsägbara svarstider är avgörande.

Utveckling och verifiering av realtidapplikationer innebär tidsanalys, simulation och omfattande testning under worst-case-scenarier. Safetystandarder och regleringar som IEC 61508, ISO 26262 och DO-178C stödjer design, verifiering och certifiering inom olika domäner.