Realtimetekniikat

Realtimetekniikat ovat menetelmiä ja käytäntöjä, joilla varmistetaan tehtävien aikataulut ja vasteajat reaaliaikaisissa järjestelmissä. Näissä järjestelmissä ajallinen tarkkuus on toiminnallisuuden ohella kriittinen, ja tehtävien on valmistuttava ennalta määrättyjen aikarajojen puitteissa. Reaaliaikajärjestelmiä voidaan luonnehtia kovaan reaaliaikaisuuteen, pehmeään reaaliaikaisuuteen sekä kiinteään aikarajoitteisuuteen perustuviksi sovelluksista riippuen.

Keskeisiä käsitteitä ovat aikarajat, WCET-arviot sekä aikataulutusmenetelmät. Yleisimmät lähestymistavat ovat kiinteäprioriteettiluokat, kuten Rate Monotonic Scheduling (RMS), sekä dynaaminen Earliest Deadline First (EDF). Arkkitehtuuri- ja toteutusvaihtoehdoissa painottuvat aikaohjattu (time-triggered) sekä tapahtumapohjainen (event-driven) malli. Yksi keskeinen haaste on prioriteetin inversion, joka voidaan ratkaista esimerkiksi prioriteetin perimällä (priority inheritance) tai muilla aikaperusteisilla tekniikoilla.

Suunnittelussa käytetään worst-case execution time (WCET) -arviointeja, schedulability-analyysejä sekä simulointia ja verifiointia. Reaaliaikaiset käyttöjärjestelmät (RTOS) ja arkkitehtuurit kuten Time-Triggered Architecture (TTA) tarjoavat ennakoitavuutta sekä determinististä käyttäytymistä. Sovelluksissa reaaliaikatekniikoita hyödynnetään teollisuusautomaation, ajoneuvojen ja ilmailun ohjausjärjestelmissä, robotiikassa sekä multimedia- ja viihdesovelluksissa.