sanntidssignalbehandling

Sanntidssignalbehandling er behandlingen av signaler i sanntid der beregninger må avsluttes innen fastsatte tidsfrister. Målet er deterministisk respons og forutsigbar oppførsel i systemer der tidskritiske beslutninger er nødvendige, for eksempel i kontrollsystemer, audiovisuelle applikasjoner og industriell automasjon.

Sanntidskonteksten deles ofte inn i hard, firm og soft sanntid. Hard sanntid krever at alle tidsfrister overholdes, ellers kan systemets sikkerhet eller funksjon være kompromittert. Soft sanntid tillater noen fristbrudd uten at systemet feiler.

En sanntidsløsning består av sensordata inn, konvertering (A/D), behandling og aktuatoroutput, alt koordinert for å møte tidsfrister. Et RTOS eller annen deterministisk planlegging gir fast prioritet og kontroll over avbrytelser og dataflyt.

Vanlige teknikker inkluderer digital filtrering (FIR/IIR), Kalman-filtre og adaptive filtre, samt kontrollalgoritmer som PID og matrisebaserte tilnærminger. Frekvensanalyse (FFT) brukes for diagnostikk og kompensasjonsdesign. Prøvetaking følger Nyquist, og end-to-end-latens budsjettering er vanlig for å sikre tidskrav.

Maskinvare for sanntidsbehandling inkluderer DSP-prosessorer, FPGA-er og mikrocontrollere med sanntidsfunksjoner. Programvare benytter ofte RTOS eller innebygde systemer med deterministisk tidsplanlegging og sanntidskommunikasjon.

Anvendelsesområder omfatter lyd og musikkprosesser, telekommunikasjon, bildediagnostikk, bil- og romfartsindustri, robotikk og prosessindustrien. Krav til presisjon og stabilitet driver utvikling av både maskinvare og programvare for sanntidssignalbehandling.