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Software Optimierung www designelektronik de DESIGN ELEKTRONIK 03 2023 24 Die Komplexität moderner Echtzeitsysteme nimmt kontinuierlich zu aufgrund der immer anspruchsvolleren Anforderungen und Aufgaben Regelungssysteme mit einer Vielzahl an Freiheitsgraden – nicht selten im hohen zweistelligen Bereich – Signal-Processing-Pipelines Bildverarbeitung oder maschinelles Lernen in Echtzeit sind nur einige Beispiele hierfür Typische Werte für Regelungszyklen sind Bild a er ia ldr on e st oc k ad ob e co m Echtzeitkritische Regelungen stellen hohe Anforderungen an Hardund Software – und die Entwickler Hier helfen Prozessoren mit immer höherer Taktfrequenz wenig Das ganze System – Prozessor Speicher Beschleuniger und Software – muss optimiert werden um die harten Echtzeitanforderungen zu erfüllen Marian Braendle Ingenics digital vormals Ingenics 10 – 20 kHz 100 – 50 µs Zur eigent lichen Regelung kommen meist noch Aufgaben wie Pre Post-Processing Performance Monitoring – Regelabweichung Collision Detection etc – und weitere hinzu sodass zur maximalen Zykluszeit noch ein Leerlauf Slack von z B 5 µs für den Nicht-Echtzeitanteil hinzukommt Um den gestiegenen Anforderungen gerecht werden zu können um bestimmte echtzeitkritische Regelungsaufgaben überhaupt ausführen zu können sind deutliche Leistungssteigerungen und -optimierungen unerlässlich wobei es erfahrungsgemäß ab zehn und mehr Freiheitsgraden zunehmend schwierig wird zu optimieren Dabei müssen Software und Hardware durch immer komplexere Ar - chitekturen nachziehen Allerdings stößt die Hardwareentwicklung zunehmend auf ARM-Prozessor-Tuning für harte Echtzeit