BI-PI.21-12 SRC
  • Systémy reálného času
    • Jejich klasifikace a základní terminologie
  • „hard“ a „soft“ systémy, periodické, sporadické a aperiodické systémy, systémy řízené časem a/nebo událostmi
    • WCET

Systémy reálného času, jejich klasifikace a základní terminologie

  • Logické i časové požadavky na správnost (správné výsledky ve správný čas)
  • Řízené událostmi, reaktivní, reagují
  • Selhání je drahé
  • Požadovaná spolehlivost a odolnost (běží pořád)
  • Spolehlivé a deterministické
  • Časově omezená platnost dat
  • Distribuovanost a komunikace
    • jednotlivé uzly RT systému spolu musí komunikovat v reálném čase
  • Klasifikace
    • Čistě cyklické
      • Každá úloha je periodická
      • Konstantní požadavky na systém
      • Digitální regulátor, monitorování proměnných v RT
    • Převážně cyklické
      • Většina úloh je periodická
      • Systém reaguje na nějaký externí asynchronní stimul
      • Moderní avionické a řídící systémy, ECU
        • ECU asynchronní stimul porucha, vstřikování paliva (není konstantně periodické)
    • Asynchronní predikovatelné
      • Většina úloh není periodická
      • Může měnit požadavky při opakovaném zpuštění
        • Má známe meze, a statické rozložení
      • Multimediální komunikace, výstup z radaru
    • Asynchronní nepredikovatelné
      • Reaguje na asynchronní události
      • Vysoká složitost řešení
      • Inteligentní RT řízení, real time simulace
  • Terminologie
    • Úloha
      • sekvenční úsek kódu
      • Množina dávek, které se spouští pro vykonání určité funkce systému
    • Dávka
      • Instance úlohy
      • Pro vykonání potřebuje zdroje
    • Release Time
      • Čas uvolnění dávky
    • Deadline
      • Čas do kdy musí být dávka dokončena
    • Relativní deadline
      • Čas mezi release a deadline
    • Response time
      • Doba odezvy dávky
      • Čas nutný pro zpracování dávky od release time
    • Laxita
      • míra volnosti v rámci intervalu <release time; deadline>
    • Vlastnosti RT OS
      • Víceúlohový – úlohy mají priority
      • Preemtivní
      • Způsob zabránění inverzi priorit (proti deadlocku)
      • RT programování
        • Snažíme se, aby se software vestavných PC choval podobně, jako analogová zařízení – např. chování paralelně

„hard“ a „soft“ systémy, periodické, sporadické a aperiodické systémy, systémy řízené časem a/nebo událostmi.

  • Deadline - okamžik kdy musí být úloha dokončena
    • Soft
      • Platný i po doběhnutí deadlinu
      • Může být občas porušen
      • občas je určeno pravděpodobnostním popisem požadavků, nebo funkce popisující užitečnost
    • Firm
      • Po uplynutí už neplatí
      • Data jsou po skončení useless
    • Hard
      • Nesmí se porušit, má to následky
      • Při nedodržení nastává katastrofa
      • Nutné ověření, že se vždy stihne
      • Systém je Hard nebo Safety critical pokud má alespoň jede hard deadline
      • Většina VESů je hard RT
        • Aktuální reakce na stav senzorů
        • Kritické informační systémy
      • Pro bezpečné a vysoce pohotové systémy musí být vyloučena špatná funkce
  • Klasifikace systémů
    • Řízení rychlost = když systém nemůže zvládnout zátěž, zpomalí odezvu a jednotlivé požadavky
vlastnost hard RT systém soft RT systém
doba odezvy pevně vyžadovaná měkce vyžadovaná
výkon při mezní zátěži predikovatelný degradující
řízení rychlosti systémové počítač
bezpečnost kritická, autonomní detekce chyb a zotavení nekritická
velikost souborů malá/střední velká
typ redundance/zotavení aktivní kontrolní body, zotavení
integrita dat krátká dlouhá
detekce chyb autonomní za pomoci uživatele

Periodické, sporadické a aperiodické systémy

  • Periodické systémy
    • Deterministický model činnosti
    • Charakterizuje Hard RT systémy
    • Každá úloha má svoji periodu
  • Sporadické systémy
    • Mají striktní termíny dokončení
    • Garantovaný minimální interval mezi instancemi úloh
  • Aperiodické
    • Nemají žádné, nebo SOFT termíny dokončení

Systémy řízené časem a/nebo událostmi

  • Systémy řízené událostmi
    • Event triggered
    • Iniciace úlohy je řízena událostí, typicky přerušením
  • Systémy řízené časem
    • Všechny akce jsou řízené RT
    • Přerušení jdou od časovače
    • Periodické děje odvozené od CLK
    • U distribuovaných systému nutná synchronizace hodin

WCET

  • Worst Case Exectution Time
  • Garantovaná horní mez vykonání úlohy (čas mezi aktivací a dokončením)
  • Záleží na
    • Kódu úlohy
    • Vlastnostech kódu generovaného překladačem
    • Charakteristice HW
  • Určení
    • Statická analýza
      • Analyzuje kód, bez jeho zpuštění
    • Dynamická analýza
      • Měří několik zpuštění programu, SW i HW metody měření
    • Realita
      • Nelze vždy naměřit
  • WCAO
    • Worst Case Administrative Overhead
      • Čas přepínání kontextu na CPU

Vytvořeno: 29. 5. 2026, 16:41
Poslední aktualizace: 16. 6. 2026, 22:34