Grundlagen digitaler Echtzeitsysteme

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Ein weiterer Begriff in diesem Zusammenhang ist „Determinismus“. Ein deterministisches System liefert vorhersagbar bei gleichen Ausgangsbedingungen immer die gleichen Resultate und im Falle von Zeitbetrachtungen diese auch innerhalb definierter Zeitschranken – idealerweise immer gleich schnell. Statt „Determinismus“ kann man auch „Kausalität“ verwenden, welche besagt, dass Ereignis A die Ursache für Wirkung B ist und diese immer in einer zeitlichen Reihenfolge auftreten.

Weitere Begriffsdefinitionen führen die Thematik näher an den Alltag heran, bergen aber dann zunehmendes Potential für die erwähnten Meinungsverschiedenheiten.

Hartes und weiches Echtzeitverhalten

Hartes Echtzeitverhalten ist eine häufig verwendete Wortwahl, die ausdrücken soll, dass das System die vorhersagbare Reaktion garantiert liefert. Hartes Echtzeitverhalten wird häufig im Zusammenhang mit sicherheitsrelevanten Anwendungen gefordert. Harte Echtzeitsysteme sind typischerweise Regelkreise, deren Bestandteile das harte Echtzeitverhalten zwingend erfordern. Im Fehlerfalle bricht der Regelkreis zusammen, das System funktioniert nicht mehr.

Weiches Echtzeitverhalten dagegen drückt aus, dass ein System die vorhersagbare Reaktion meistens liefert. Diese Art von Echtzeitverhalten ist oft ausreichend für Multimediaanwendungen, bei denen ein Ausfall der vorhersagbaren Reaktion keinen großen Schaden anrichtet, sondern allenfalls ein Video kurz ruckelt. Weiches Echtzeitverhalten bedeutet oft, dass das System im Durchschnitt ausreichend vorhersagbar reagiert, um einen bestimmten Zweck zu erfüllen, wie z.B. ein Video zu zeigen.

Für die Entwicklung von Embedded-Systemen ist der Unterschied zwischen diesen beiden Echtzeittypen wichtig. Hartes Echtzeitverhalten erfordert präzise Worst-Case-Betrachtungen, um das vorhersagbare Verhalten auch im ungünstigsten Fall noch garantieren zu können. Dieser ungünstigste Fall muss sogar noch die Phase der Entwicklung des Systems berücksichtigen.

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