Come modificare il software per diventare in tempo reale? [chiuso]

Veloce non significa in tempo reale e in tempo reale non significa veloce.

In tempo reale significa che la data in cui il risultato viene consegnato è importante quanto il suo valore. In altre parole, se il risultato ha un valore corretto ma viene consegnato troppo presto o troppo tardi, il risultato complessivo è sbagliato.

Ad esempio, pensa a un lettore video. Se i frame video non vengono visualizzati alla giusta velocità, gli utenti non saranno soddisfatti. Peggio ancora se immagine e suono non sono sincronizzati.

Questo esempio mostra che alcune applicazioni in tempo reale possono essere implementate su sistemi operativi attuali generici.

Ma c'è una distinzione tra hard real-time e soft real-time rispetto alle conseguenze di una deadline miss: in sistemi soft real-time, questo è solo un fastidio o un servizio degradato (pensate alle immagini freezed durante alcuni secondi nell'esempio del video player), mentre si tratta di un fallimento (potenzialmente catastrofico) in un sistema in tempo reale, come in una centrale nucleare.

Poiché @mouviciel è già stato detto, in tempo reale e veloce sono in realtà due proprietà indipendenti, anche se molte in tempo reale le scadenze implicano che è necessaria una risposta relativamente veloce.

Quando si scrive software in tempo reale, la proprietà più importante accanto a una risposta corretta è che è possibile prevedere con precisione la velocità con cui verrà data la risposta. Per le funzionalità hardware in tempo reale, devi essere in grado di garantire che la scadenza sarà soddisfatta in tutte le condizioni possibili a causa di un'interruzione completa dell'alimentazione.

Tipiche fonti di imprevedibilità possono essere trovate in

• Assegnazione dinamica della memoria e raccolta dati inutili
• (priorità più alta) interrompe
• Lo scheduler nel sistema operativo
• Creazione dinamica e distruzione di oggetti
• Grandi quantità di codice eseguito in modo condizionale

Non sto dicendo che devi evitare quelle aree (come probabilmente non puoi), ma devi essere consapevole di come possano influenzare la facilità con cui puoi prevedere che rispetteresti le scadenze in tempo reale per caratteristiche rilevanti.

Suppongo che la spiegazione in due frasi del tempo reale sia che un sistema in tempo reale è progettato per comprendere e controllare il peggiore tempo di risposta dagli ingressi che cambiano alle uscite che cambiano.

Ciò richiede un'analisi che copra l'intero sistema. Supponiamo che tu abbia un sistema banale costituito da una tastiera USB e un servofreno. Quale reattività puoi ottenere con questo sistema? Potrebbe essere necessario prendere in considerazione:

• input della frequenza di polling e quanto tempo richiede
• input interrupt latency
• il tempo di commutazione del contesto del sistema operativo quando si verifica un evento di input
• prioritizzazione dei compiti del sistema operativo
• evitare l'uso dell'allocazione dinamica o della memoria virtuale nel programma, per evitare ritardi di risposta imprevedibili o eventi OOM
• evitando l'uso della garbage collection
• evitando l'uso di algoritmi O (n) o peggiori con N elevata o imprevedibile (il caricamento di una playlist molto grande nel sistema di intrattenimento della tua auto rallenta la sua risposta di frenatura?)
• considera la latenza del disco o della rete (ad esempio l'uso del bus CAN nelle automobili)
• latenza del controllo di output

In questo tipo di ambiente di solito c'è anche una considerazione speciale per l'affidabilità, come gli standard MISRA C.