Sanntidsprogramvare

Sanntidsprogramvare er programvare som er designet for å møte tidsfrister i sanntid, slik at oppgaver blir behandlet og resultater leveres innenfor bestemte tidsgrenser. Den må være deterministisk og forutsigbar, med lave og repeterbare responstider for å sikre korrekt funksjon i miljøer der tidsavgjørelser er kritiske. Sanntidsprogramvare kan kjøre på sanntidsoperativsystemer eller på dedikerte kjøretøy- og innkoblingsplattformer, og den er ofte nært knyttet til maskinvare og sensorer.

Det finnes to hovedkategorier: hard sanntid og myk (soft) sanntid. Hard sanntid krever at alle tidsfrister overholdes; hvis en oppgave overskrider fristen, kan det føre til feil eller farlige konsekvenser. Soft sanntid tillater at noen fristbrudd forekommer, men ytelsen blir svekket eller opplevelsen forringe. Mange sanntidsystemer har streng krav til determinisme, lav ventetid, pålitelighet og robust feilhåndtering, samt omfattende logging og overvåking.

Typiske arkitekturer inkluderer bruk av sanntidsoperativsystemer (RTOS) som gir tidsplanlegging, avbruddshåndtering og ressursadministrasjon. Vanlige planleggingsmetoder er prioritetbasert preemptiv planlegging og fokus på møter av deadlines, som rate-monotonic eller earliest-deadline-first. Systemdesign legger vekt på sikker håndtering av samtidige prosesser og minimal jitter.

Bruksområder omfatter industrielle kontrollsystemer, robotikk, bil- og flyindustrien, medisinsk utstyr og andre områder der fysiske prosesser styres av programvare. Utvikling av sanntidsprogramvare krever testing og verifikasjon for determinisme, ofte med modellbasert design, simulering og formell verifikasjon. Vanlige språk inkluderer C, C++, Ada og Rust. Sikkerhet og sertifisering er viktige, med standarder som IEC 61508, ISO 26262, DO-178C og IEC 62304 som referanser.