Sanntidsstøtte

Sanntidsstøtte beskriver evnen til å sikre at en oppgave eller datapakke behandles og leveres innen en forhåndsdefinert tidsfrist. Slike garantier er avgjørende i systemer der forsinkelse kan føre til feil, risiko eller betydelig reduserte ytelser. Sanntidsstøtte gjelder både programvare og maskinvare og omfatter ofte systemarkitektur, styring av oppgaver og kommunikasjonsnettverk.

Det skilles ofte mellom hard real-time, soft real-time og firm real-time. I hard real-time-systemer anses det å innfri en deadline som en nødvendighet; et misslykket møte anses som systemfeil. Soft real-time tillater enkelte deadline-brudd, men ytelsen reduseres, mens firm real-time ligger mellom, der mange brudd kan redusere nytten uten nødvendigvis å gjøre systemet feil.

Grunnleggende begreper inkluderer determinisme, forutsbar ventetid (latens) og avgrenset respons. Viktige aktiviteter er tidsfrister, WCET-estimering (worst-case execution time), planlegging (prioriteringsbasert eller earliest-deadline-first), og bruk av sanntidsoperativsystemer (RTOS). Begreper som jitter, tidsfragmentering og isolasjon mellom oppgaver er også sentrale. Arkitekturer som tidstyrte (time-triggered) kontra hendelsesstyrte (event-triggered) påvirker hvordan sanntidskrav møtes.

Typiske teknologier og standarder inkluderer sanntidsoperativsystemer som RTOS, Linux med PREEMPT_RT og POSIX sanntidsutvidelser. Innenfor spesialiserte domener finnes standarder som ARINC 653 (fly- og avionic), MIL-STD-1553, og TSN (Time-Sensitive Networking) for presis nettverkskommunikasjon. Bruken av sanntidsstøtte er vanlig i industriell automatisjon, robotikk, kjøretøy (autonome kjøretøy og avansert førerassistent), helseteknologi og finansielle systemer der mikrosekundlatens kan være avgjørende.

Utfordringer inkluderer krevende verifisering og validering av tidsgarantier, kompleksiteten ved flerkjerneprosessorer og virtualisering, samt avveininger mellom sikkerhet og ytelse. God sanntidsstøtte krever nøye design, måling og ytelsesanalyse.