Примеры СРВ. Области применения СРВ

Лекция 1.

Загальне визначення систем реального часу (СРЧ). Основні технічні принципи побудови СРЧ.

Тема 1.

Общие понятия и определения.

Определения систем реального времени (СРВ)

Система называется системой реального времени (СРВ), если правильность ее функционирования зависит не только от логической корректности вычислений, но и от времени, за которое эти вычисления производятся. То есть, для такой системы время реакции на внешние события так же важно, как логическая корректность этой реакции.

Другое определение

Cистема реального времени это аппаратно-программный комплекс, реагирующий в предсказуемое время на непредсказуемый поток внешних событий.

Из приведенного определения следует:

1. Система должна отреагировать на событие, происходящее в системе, своевременно, то есть в течении времени, критичного для данного события. Величина критического времени для каждого события определяется объектом и самим событием и, естественно, может быть разным, но время реакции системы должно быть предсказано (вычислено) при создании системы. Отсутствие реакции в предсказанное время считается ошибкой для СРВ

2. Система должна успевать реагировать на одновременно происходящие события. Даже если два или большее число внешних событий происходит одновременно, система должна успеть среагировать на каждое из них в течении временных интервалов, критических для этих событий.

Система работает в реальном времени, если ее быстродействие адекватно скорости протекания физических процессов на объектах контроля или управления. Здесь имеется в виду именно те процессы, которые непосредственно связаны с функциями, выполняемыми конкретной системой реального времени. То есть система управления должна собрать данные, произвести их обработку в соответствии с заданными алгоритмами и выдать управляющие воздействия за такой промежуток времени, который обеспечивает успешное решение поставленных перед системой задач.

Примеры СРВ. Области применения СРВ.

Рассмотреть примеры:

1. Системы управления и АСУ ТП

2. Системы диспетчеризации

3. Системы защиты

4. Системы банков (бирж)

Из приведенных определений следует несколько выводов.

Во-первых, практически все системы промышленной автоматизации являются системами реального времени.

Во-вторых, принадлежность системы к классу систем реального времени ни как не связана с ее быстродействием. Например, если ваша система предназначена для контроля уровня грунтовых вод, то, даже выполняя измерения с периодичностью один раз за полчаса, она будет работать в реальном времени.

Исходные требования к времени реакции системы и другим временным параметрам определяются или техническим заданием на систему, или просто логикой ее функционирования. Однако точное определение «приемлемого времени реакции» не всегда является простой задачей, а в системах, где одним из звеньев служит человек, время реакции системы подвержено влиянию субъективных факторов.

Интуитивно понятно, что быстродействие системы реального времени должно быть тем больше, чем больше скорость протекания процессов на объекте контроля и управления.

Необходимое быстродействие для систем, имеющих дело со стационарными процессами, часто используют теорему Котельникова, из которой следует, что частота дискретизации сигналов должна быть как минимум в 2 раза выше граничной частоты их спектра.

При работе с широкополосными по своей природе переходными процессами (транзиент-анализ) часто применяют быстродействующие АЦП с буферной памятью, куда с необходимой скоростью записывается реализация сигнала, которая затем анализируется и/или регистрируется вычислительной системой. При этом требуется закончить всю необходимую обработку до следующего переходного процесса, иначе информация будет потеряна. Подобные системы иногда называют системами квази-реального времени.