Sistemas de tiempo real Msc. Rina Arauz

Definición (Donald Gillies) Un sistema de tiempo real (STR) es aquel en el cual los resultados son correctos, no sólo si la computación es correcta, sino también el tiempo en el cual se producen los resultados. Si no se verifican las restricciones de tiempo, se dice que se ha producido un fallo en el sistema. Sistema en tiempo real son aquellos que deben producir respuestas correctas dentro de un intervalo de tiempo definido. Otros han añadido: Así pues, es fundamental garantizar las restricciones de tiempo, lo cual implica que el sistema sea predecible. Además, sería deseable que el grado de utilización del sistema sea alto a la vez que se mantienen estas restricciones

Un sistema de tiempo real (STR o real-time system o RTS) es aquel cuyo correcto funcionamiento depende de que las salidas “lleguen a tiempo”, o sea que debe estar acotado el tiempo entre cada evento y la respuesta que provoca, no necesariamente tiene que ser breve, pero sí acotado.

Ejemplo Ejemplo: robot que debe coger un objeto que viaja por una cinta transportadora Sistema de tiempo real no es sinónimo de sistema rápido ni de sistema interactivo (i.e. radiotelescopio) Aunque las velocidades de proceso aumenten los STR seguirán existiendo

Dónde se utilizan los STR Sistemas de mando y control Sistemas de control de procesos Sistemas de control de vuelo Sistemas de control de automóviles Sistemas de defensa Sistemas de vigilancia intensiva Sistemas multimedia Sistemas de telecomunicación Electrónica de consumo, etc.

Clasificación de los STR Críticos (hard real time systems): los plazos de respuesta deben respetarse en todas las circunstancias, una sola respuesta tardía a un suceso puede tener consecuencias fatales (sistemas de control de centrales nucleares o de aviones) Acríticos (soft real time systems): se puede tolerar retrasos ocasionales en la respuesta a un suceso (el sistema de control de una lavadora)

Otra clasificación Sistemas activados por eventos Las interrupciones determinan la evolución del sistema Pueden fallar si la carga es alta Sistemas activados por tiempo Sólo interrumpe el reloj de tiempo real Operan mejor con cargas altas (“pueden pensarse las cosas”) También hay sistemas mixtos

Estructura de un STR Sistema de control Indicadores Consignas Acciones Medidas Sistema controlado Entradas externas Salidas externas

Estructura de un STR El sistema de control (STR) actúa sobre el sistema controlado para conseguir un comportamiento definido Es muy común emplear un esquema realimentado En función de las medidas opera un algoritmo de control Ese algoritmo de control determina las acciones impuestas al sistema controlado Un aspecto de suma importancia son los tiempos en los que se lleva a cabo cada acción

Sistemas empotrados Muchos STR son partes de otros sistemas en los que realizan operaciones de control En estos casos hablamos de sistemas empotrados o “embedded systems” Este tipo de sistemas suelen estar limitados en cuanto a recursos y no son visibles Ejemplos: Teléfonos móviles, radios, televisores, etc. Sistemas de control en automóviles Electrodomésticos

Características de los STR Tamaño y complejidad Fiabilidad y seguridad Cálculos con números reales Interacción con dispositivos físicos Eficiencia Dependencia del tiempo Concurrencia Tolerancia ante fallos

Aspectos temporales El tiempo de respuesta puede variar (jitter) Instante de activación Límite (Deadline) Plazo máximo de respuesta Inicio Fin Tiempo de respuesta El tiempo de respuesta puede variar (jitter)