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20 2023 Elektronik 15 grafisch dargestellt wie diese Werte ermittelt werden Bei Singlecore-Systemen lässt sich garantieren dass die Obergrenzen der Verarbeitungszeit stets eingehalten werden solange zusätzliche CPU-Kapazität bereitgestellt und hinreichend gepflegt wird Bei Multicore-Systemen dagegen sind die Herausforderungen größer denn es gibt keine effektive Methode zum Berechnen einer garantierten Timing-Abfolge die die parallele Verarbeitung mehrerer Prozesse auf mehreren heterogenen Kernen berücksichtigt Verschärft wird die Lage durch die Auswirkungen von Hardware-Interferenzen auf Tasks denn diese können sich von einem Kern zum anderen ändern und die Vorhersagbarkeit und Messung des Task-Timings vereiteln Verdeutlichen lässt sich dies an der gemeinsam genutzten hierarchischen Speicherarchitektur in Bild 2 Kollidierende Speicherzugriffe lassen im Beispiel für verschiedene Kerne unterschiedliche Interferenzkanäle entstehen als deren Folge die Task-Verarbeitungszeit stark Bild 1 Unterschiedliche Verarbeitungszeiten und Garantien für eine bestimmte Echtzeit-Task Bild LDRA Autopilot-System Hard Realtime Bordunterhaltungssystem Soft Realtime Timing-Anforderungen Deterministisch – Vorhersagbarkeit und Einhaltung strikter Timing-Vorgaben sind zwingend erforderlich Probabilistisch – weniger restriktiv das »Best-Effort«-Prinzip kann ausreichen Konsequenz von Zeitüberschreitungen Möglicherweise Beeinträchtigungen der Missionsund oder der Passagiersicherheit Mögliche Beeinträchtigung der Nutzererfahrung aber nicht der Passagiersicherheit Systemeffektivität bei Zeitüberschreitungen Umgehende Reduktion der Performance und oder der operativen Fähigkeiten Graduelle Verringerung der Performance und oder der operativen Fähigkeiten Tabelle Vergleich zwischen Hardund Soft-Realtime-Systemen Quelle LDRA Embedded-PC Gehäuse • funktionelle Aluminiumgehäuse für verschiedenartige Embedded Formfaktoren • wahlweise integrierte Kühlrippen zur effizienten Entwärmung von Embedded Mainboards • Tragschienenund Monitorbefestigungen • EMVgerechte Ausführungen • kundenspezifische Anfertigungen mit individuellen Gestaltungsmöglichkeiten kühlen schützen verbinden Fischer Elektronik GmbH Co KG Nottebohmstraße 28 58511 Lüdenscheid DEUTSCHLAND Telefon +49 2351 435 - 0 Telefax +49 2351 45754 E-Mail info@fischerelektronik de Mehr erfahren Sie hier www fischerelektronik de Wir stellen aus embedded world in Nürnberg vom 09 -11 04 2024 Halle 4A Stand 4A-332 in den USA bald ebenso sein wird Die als A M C 20-193 bekannten Nachfolgedokumente stellen in weiten Teilen eine Kopie von CAST-32A dar Best-Caseversus Worst-Case-Verarbeitungszeit Hard-Realtime-Anwendungen ob im Avionikbereich oder auf anderen Gebieten müssen zur Gewährleistung von Funktion und Sicherheit strikt vorgegebene Timing-Vorgaben einhalten In Soft-Realtime-Anwendungen mit weniger strikten Echtzeitanforderungen ist die Lage etwas entspannter und das Überschreiten einer Deadline hat hier weniger gravierende Konsequenzen In der Tabelle sind anhand zweier praktischer Beispiele die wichtigsten Unterschiede zwischen beiden Arten von Echtzeitsystemen zusammengefasst Die kürzeste Verarbeitungszeit für eine bestimmte CPU-Task wird als »Best-Case Execution Time« BCET bezeichnet die längste dagegen als »Worst-Case Execution Time« WCET In Bild 1 ist an exemplarischen Timing-Messungen EmbEddEd-SyStEmE