5.4. Программные механизмы взаимодействия

Программные средства связи обеспечивают взаимодействие процессов внутри системы реального времени и управление физическими средствами связи.

Основные механизмы связи

Механизм	Описание	Где используется
Очереди сообщений (Message Queues)	Асинхронная передача сообщений между процессами.	ОС реального времени (RTOS), встраиваемые системы.
Обмен памятью (Shared Memory)	Совместный доступ к памяти между задачами.	Высокоскоростные системы.
События и семафоры	Механизмы синхронизации задач.	Встроенные RTOS (FreeRTOS, QNX).
Вызовы прерываний (Interrupts)	Реакция на внешние сигналы.	Драйверы устройств, контроллеры.
RPC (Remote Procedure Call)	Вызов функций на удаленных устройствах.	IoT, распределенные системы.

Выбор механизма

• Низкие задержки → Shared Memory, Interrupts.

• Гибкость → Message Queues, RPC.

• Синхронизация задач → Events, Semaphores.

5.5. Архитектура связи с объектами в системах реального времени

Связь с объектами в СРВ организуется по различным архитектурным моделям:

1. Централизованная (Master-Slave)

• Один главный узел (Master) управляет множеством подчиненных (Slave).

• Пример: PLC-контроллер управляет датчиками через Modbus.

2. Децентрализованная (Peer-to-Peer)

• Узлы общаются на равных, передавая данные друг другу.

• Пример: CAN-шина в автомобиле, где датчики и контроллеры передают данные друг другу.

3. Публикация-подписка (Publish-Subscribe)

• Узлы подписываются на события и получают обновления в реальном времени.

• Пример: DDS в беспилотных летательных аппаратах.

Заключение

Системы реального времени (СРВ) критически важны для приложений, где точность и своевременность обработки данных определяют безопасность и эффективность. Они делятся на жесткие (hard real-time), применяемые в авиации и медицине, и мягкие (soft real-time), допустимые в мультимедиа и телекоммуникациях.

Для работы СРВ используются специализированные ОС (RTOS), алгоритмы планирования и механизмы синхронизации. Их развитие, особенно в IoT и искусственном интеллекте, делает такие системы более мощными и гибкими.

СРВ остаются ключевыми в цифровой инфраструктуре, обеспечивая надежность и автоматизацию сложных процессов.

Список использованных источников

1. Системы реального времени: обзорный курс лекций/ К.Е. Климентьев. - Самара: Самар. гос. аэрокосм. ун-т. Самара, 2008. (дата обращения: 13.02.2025).

2. http://repo.ssau.ru/bitstream/Uchebnye-posobiya/Sistemy-realnogo-vremeni-67678/1/rts2008.pdf (дата обращения: 13.02.2025).

3. Система реального времени. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Система_реального_времени (дата обращения: 13.02.2025).

4. Лекции по дисциплине “Системы реального времени” / Дагестанский государственный технический университет

https://dstu.ru/sveden/files/Lekcii_po_discipline_Sistemy_realynogo_vremeni.pdf (дата обращения: 13.02.2025).