2. Основные временные характеристики срв
Для анализа и проектирования СРВ используются специальные временные параметры.
tp (processing time) – время выполнения задачи. Это фактический интервал времени, затраченный процессором на выполнение определённой процедуры или алгоритма. Данный параметр может варьироваться в зависимости от входных данных и состояния системы.
wcet (worst-case execution time) – время выполнения в наихудшем случае. Это максимальное время, за которое задача гарантированно завершится при любых допустимых условиях. Оценка wcet имеет критическое значение при проектировании СРВ, так как именно на основе этого параметра определяется возможность соблюдения дедлайнов.
tr (response time) – время реакции системы. Это интервал от момента возникновения внешнего события до выдачи системой управляющего воздействия или результата обработки. Время реакции включает задержку обработки, возможное ожидание в очереди задач и собственно время выполнения.
d (deadline) – предельно допустимое время завершения задачи. Если задача не завершена к моменту d, считается, что временное требование нарушено. В разных типах СРВ последствия нарушения дедлайна различны.
p (period) – период активизации задачи. Используется для периодических задач и определяет интервал времени между двумя последовательными запусками. Например, задача считывания датчика температуры может выполняться каждые 100 мс.
l (latency) – задержка выполнения процедуры обработки события. Это время от момента возникновения события до начала его обработки системой. Задержка может быть обусловлена механизмом прерываний, планированием задач или особенностями аппаратной платформы.
Jitter – отклонение («дрожание») момента активизации задачи относительно ожидаемого времени. Даже если задача должна запускаться строго периодически, в реальной системе возможны небольшие отклонения. В системах управления и мультимедийных приложениях большой jitter может привести к нестабильности или ухудшению качества сигнала.
Все перечисленные параметры тесно связаны между собой. Например, для выполнения условия tr ≤ d необходимо, чтобы суммарное время задержки и выполнения задачи не превышало дедлайн. Анализ этих характеристик позволяет определить, является ли система работоспособной при заданных нагрузках.
3. Классификация задач и систем по способу активизации
В СРВ различают несколько типов задач в зависимости от характера их появления.
Периодические задачи активизируются через равные интервалы времени p. Их параметры заранее известны, что облегчает планирование и анализ. Примером может служить регулярный опрос датчиков или формирование управляющего сигнала с фиксированной частотой.
Спорадические задачи возникают нерегулярно, но при этом существует минимальный интервал между двумя последовательными активизациями. Это позволяет учитывать их в расчётах загрузки процессора. Спорадические задачи часто имеют строгие требования по времени реакции.
Асинхронные (апериодические) задачи возникают в произвольные моменты времени, например при поступлении внешнего запроса или сигнала тревоги. Их сложнее анализировать, поскольку невозможно заранее точно определить момент появления.
Система может содержать комбинацию всех трёх типов задач. В этом случае используется приоритетное планирование, при котором более критичные задачи получают преимущество в выполнении.