Sanntidsmiljøer

Sanntidsmiljøer er datasystemer og programvareområder der korrekt funksjon av oppgaver avhenger av å overholde spesifikke tidsfrister. For slike systemer er determinisme og forutsigbarhet ofte viktigere enn vanlig gjennomstrømming. Tidsfrister kan være harde eller myke; i harde sanntidsmiljøer betyr det at en manglende overholdelse av fristen er en feil som kan få alvorlige konsekvenser, mens i myke sanntidsmiljøer ytelsen kan reduseres uten å være katastrofal.

En typisk arkitektur består av et sanntidsoperativsystem (RTOS) eller en sanntidsplattform, scheduler-algoritmer som rate-monotonic eller earliest-deadline-first, samt mekanismer for tidsmåling, avbrudd og sikker deling av ressurser. Viktige mål er å oppnå lav og forutsigbar responstid, redusert jitter, og å fastsette verifikasjoner for WCET (worst-case execution time) for oppgaver. Testing og analyse kombineres ofte med simulering og formelle metoder for å sikre at tidskravene kan oppfylles under ulike belastninger.

Sanntidsmiljøer finnes i embedded systemer og distribuerte applikasjoner, for eksempel i bilindustrien (antispinn-/kollisjonsvarsling), luftfart, industriell automatisering, robotikk og medisinsk overvåkning. De brukes også i lyd- og videobehandling samt finansielle applikasjoner der millisekund- eller mikrosekund-responser er nødvendig.

Utfordringer inkluderer å sikre deterministisk atferd under varierende last, håndtering av samtidighetsproblemer og avbrudd, samt å møte sikkerhets- og pålitelighetsstandarder som ISO 26262, IEC 61508 eller DO-178C avhengig av domene. Utviklingsprosessen innebærer kravspesifikasjon, WCET-estimering, testing av sanntidsegenskaper og verifikasjon av at tidskravene holdes i virkelige driftsscenarier.