realtidssystemer

Realtidssystemer er datamaskinsystemer som må sikre at bestemte oppgaver fullføres innen gitte tidsfrister for å oppnå riktig funksjon. I slike systemer er determinisme og forutsigbarhet viktig, fordi responstid og oppgaveutførelse ofte påvirker sikkerhet og ytelse. Det skilles ofte mellom harde realtidssystemer, der en misset deadline er uakseptabelt og kan få alvorlige konsekvenser, og myke realtidssystemer, der missede deadlines reduserer ytelsen men ikke nødvendigvis fører til systemkollaps.

Kjernen i realtid er tidsstyring og planlegging. Systemet må kunne garantere at oppgaver fullføres innen sine tidsfrister, ofte ved hjelp av en realtidoperativ system (RTOS) eller et sanntidsprogramvaremiljø. Viktige begreper er worst-case execution time (WCET), som brukes i analyse for å sikre at alle oppgaver får plass innen sine frister, samt hendelsesbasert og tidsstyrt oppgavekjøring.

Vanlige planleggingsalgoritmer inkluderer faste prioriterte preemptive metoder (rate monotone) og asap-baserte metoder som earliest deadline first (EDF). For å unngå prioriteringsinversjon brukes mekanismer som priority inheritance og priority ceiling protocols. Robusthetsaspekter inkluderer avbruddshåndtering, synkronisering og kommunikasjon mellom oppgaver.

Anvendelser omfatter embedded-systemer i bilindustri (ECU-er), luftfart, industriell automasjon, medisinsk utstyr og robotikk. Real-tidsystemer må også møte relevante standarder og sikkerhetskrav, for eksempel ISO 26262 i bilsektoren, DO-178C/DO-254 i luftfart, samt IEC 61508 og IEC 61511 i industri og prosesskontroll. Utfordringer inkluderer krevende tidsanalyse, verifikasjon og validering samt behovet for pålitelige verktøy og arkitekturer.