NEU: WHITE PAPER
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Neue Anforderungen aus dem "Consumer Umfeld" steigern die Komplexität von eingebetteten Systemen immer weiter, hinzu kommt ein überhitzter Bauteilemarkt.

In diesem White Paper stellen wir Ihnen drei Wege vor, die zu einer erfolgreichen und robusten Embedded-Plattform führen.

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18.07.2016 | Aktuelles

Was heißt hier Echtzeit?

Verwendete Tags:
Betriebssystem
Elektronik
Embedded
Embedded Linux
Embedded System
Software

Was heißt hier Echtzeit?

Im Zusammenhang mit Embedded Systemen hört man immer wieder den Begriff „echtzeitfähig“, bzw. „Echtzeit“. Echtzeitfähige Systeme reagieren auf externe Ereignisse garantiert innerhalb eines berechenbaren Zeitfensters.

Vereinfachte Darstellung eines Echtzeitsystems

Vereinfachte Darstellung eines Echtzeitsystems

Beispiele für Echtzeitsysteme sind Computerspiele oder eine Motorsteuerung. 
Bei einem Computerspiel erwartet sich der Anwender eine natürlich schnelle Reaktion auf die Manipulation am Controller. Das Geschehen am Bildschirm soll ohne große Verzögerung beeinflussbar sein. Zu lange Reaktionszeiten ruinieren den Unterhaltungswert.

Eine Motorsteuerung in einem Auto muss sehr präzise auf die Bewegung des Kolbens reagieren, um den Zündfunken zum richtigen Zeitpunkt auszulösen. Geringste Verzögerungen verschlechtern den Wirkungsgrad des Motors oder bedeuten im Extremfall Totalausfall und Zerstörung. Auch der Autopilot eines Flugzeugs muss sehr präzise auf Lageänderungen reagieren um gegenzusteuern.

Beim Videospiel führen übermäßige Verzögerungen zu lästigem Ruckeln im Spielverlauf, machen das System damit aber prinzipiell nicht unbrauchbar. Man spricht hier von „weicher“ Echtzeit. Bei der Motorsteuerung oder beim Autopilot führen Verletzungen des Zeitverhaltens zu Totalausfällen. In diesem Fall spricht man von „harter“ Echtzeit.

Beispiel: harte Echtzeit / weiche Echtzeit

Beispiel: harte Echtzeit / weiche Echtzeit

Die zeitlichen Größen, ob Reaktion in Millisekunden oder Minuten, sagen über Echtzeit nichts aus. Fest steht, dass ein Echtzeit-System immer zeitlich vorhersagbar, also „deterministisch“ auf externe Ereignisse reagieren muss. Wie rasch es reagiert, ist prozessabhängig. Größenordnungen von Sekunden bei thermischen Prozessen sind ebenso „Echtzeit“ wie Mikrosekunden bei dynamischen Antriebsregelungen. Dies trifft auch auf die quantitativen Echtzeit-Größen, Zykluszeit und Wiederholgenauigkeit zu.

Um ein Embedded System echtzeitfähig zu machen verwendet man heute Echtzeitbetriebssysteme. Diese sorgen dafür, dass bei einem externen Ereignis die aktuellen Aufgaben unterbrochen werden und möglichst sofort in einen Programmteil verzweigt wird, der auf das externe Ereignis reagiert. Echtzeitbetriebssysteme erlauben eine genaue Vorausberechnung der Reaktionszeit. Wie Sie in der Welt der PCs wahrscheinlich schon am eigenen Leib verspürt haben, reagiert dieser oft nur sehr träge auf ihre Eingaben. In diesem Fall handelt es sich um kein echtzeitfähiges System.

 

 

Bild: © Chocorange | Fotolia

 

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