Sanntidssystem
Et sanntidssystem er et datasystem som karakteriseres ved at riktigheten av dets beregninger ikke bare avhenger av logisk korrekthet, men også av om de ankommer tidsnok. Tidskravet skyldes sanntidssystemets interaksjon med en dynamisk omverden.
Klassifisering
Sanntidssystemer klassifiseres etter hvilken type tidskrav de skal håndtere:
- Myk: Nytteverdien av en beregning forringes hvis den ankommer etter tidsfristen.
- Fast: Nytteverdien av en beregning som ankommer etter tidsfristen er null. Det er akseptabelt å glippe noen tidsfrister, så lenge det ikke skjer for hyppig.
- Hard: Nytteverdien av en beregning som ankommer etter tidsfristen er null. Det kan ikke aksepteres å ikke rekke en tidsfrist.
Eksempler på sanntidskrav
- Automatisk kollisjonsunngåelse for bil: Sanntidskravet ligger i å starte oppbremsing tidlig nok til å unngå kollisjon. Sanntidskravet er mykt, fordi det er bedre å bremse sent enn aldri.
- Koding/dekoding av lyd og video i sanntid: Eksempelvis krever vi ett lyddatapunkt hvert 1/48000 sekund for hver kanal, og ett bilde hvert 1/30 sekund. Hvis vi bruker for lang tid, er det som regel helt greit å droppe et bilde eller datapunkt og bruke det gamle i stedet, framfor å skyve på neste tidsfrist og la dataene hope seg opp. Menneskets oppfatning er følsomt for tidsforskyvninger, mens nøyaktig antall bilder og lydpunkter per sekund er uviktig. Akkurat som med statistisk datainnsamling, kan man si at menneskets oppfatning jobber med en matematisk modell som er så overdeterminert at man godt kan avse upålitelige data, og feilaktige data vil stikke seg ut. Vi har å gjøre med faste tidskrav, fordi det er bedre med system i rotet enn rot i systemet.
- Automatisk fallskjermutløser: Fallskjermen må utløses før hopperen treffer bakken. Det er nytteløst å utløse fallskjermen etter at hopperen er død. Å ikke rekke tidsfristen må regnes som systemsvikt, da hopperen neppe får en sjanse til. Følgelig er denne tidsfristen hard. Tidsfrister med dødelige konsekvenser vil typisk være harde, men ikke av hensyn til menneskeliv. Hopperen var en del av sanntidssystemet, og tidsfristen var fatal for systemet.
Ønskede egenskaper
- Pålitelighet: Sanntidssystemer blir brukt på de mest utilgjengelige plasser, hvor utskiftning er uaktuelt.
- Deterministisk oppførsel: Sanntidssystemet bør oppføre seg helt likt hver gang, inkludert tiden det bruker. Man må kunne forutsi verst tenkelige utfall og kunne garantere at i alle fall harde tidsfrister møtes innen betingelsene som kreves.
- Enkelt/billig: Nesten alle innebygde systemer er sanntidssystemer. Mye av det finnes i forbrukerelektronikk, hvor pris er avgjørende. Kravet til enkelhet er en konsekvens av ønsket om å bruke mikrokontrollere som er billige eller bruker lite strøm.