2.5. Wcet — Время выполнения в наихудшем случае (Worst-Case Execution Time)

• Максимально возможное время выполнения задачи с учетом всех возможных задержек.

• Вычисляется либо аналитически, либо экспериментально, моделируя наихудшие условия.

• Используется при анализе планируемости задач (schedulability analysis).

2.6. l — Задержка выполнения процедуры обработки события (Event Handling Latency)

• Это интервал между моментом возникновения события и началом выполнения задачи, его обрабатывающей.

• Включает время обработки прерывания, возможную блокировку задачами с более высоким приоритетом.

• Для минимизации используются механизмы приоритетов и предсказуемые алгоритмы диспетчеризации.

2.7. Jitter — Отклонение (дрожание) момента активизации

• Разница во времени между ожидаемым и реальным моментом начала выполнения периодической задачи.

• Возникает из-за нерегулярных задержек в системе (конкуренция за ресурсы, прерывания, планировщик ОС).

• Минимизация Jitter важна в аудио/видео обработке, управлении роботами, сетевых протоколах реального времени.

3. Периодические, спорадические и асинхронные системы

В системах реального времени задачи могут активизироваться по-разному, что влияет на их планирование и временные характеристики.

3.1. Периодические системы (Periodic Systems)

Периодические системы характеризуются тем, что задачи в них запускаются через равные промежутки времени.

Основные характеристики:

• Каждая задача имеет фиксированный период p, который определяет время между двумя последовательными активациями.

• Если задача должна завершиться до следующей активации, то предельное допустимое время завершения d обычно меньше или равно p.

• Используются в системах управления, где необходимо выполнять измерения и управление с постоянной частотой (например, системы стабилизации в авиации).

Пример:

• Встроенная система управления полетом опрашивает сенсоры каждые 10 мс.

• Контроллер температуры в промышленном процессе измеряет температуру каждые 500 мс и корректирует нагрев.

Планирование периодических задач

• В основном используются алгоритмы планирования с фиксированными приоритетами (Rate-Monotonic Scheduling, RMS) или динамическими приоритетами (Earliest Deadline First, EDF).

3.2. Спорадические системы (Sporadic Systems)

Спорадические системы содержат задачи, которые активизируются нерегулярно, но при этом имеют минимальный межприходный интервал.

Основные характеристики:

• Задачи в таких системах не имеют четкого периода, но существует нижняя граница межприходного времени T_min ​ (например, не чаще чем раз в 50 мс).

• Используются в системах обработки событий, где важно ограничить частоту обработки (например, защита от «флуда» входящих событий).

• Часто требуют гибкого планирования, поскольку поступление событий непредсказуемо.

Пример:

• Запросы от датчиков столкновения в автомобиле – могут поступать редко, но нельзя допустить, чтобы они приходили слишком часто.

• Пакеты данных в сетевых протоколах реального времени.

Планирование спорадических задач

• Используются специализированные алгоритмы, например, Sporadic Server Scheduling, который ограничивает использование процессорного времени для таких задач.