الهندسة المعمارية المعتمدة على الوقت

📅 آخر تحديث: ٢٨ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٨ يوليو ٢٠٢٦
الموسوعة الحرة

بنية التشغيل الزمني ( TTA )، والمعروفة أيضًا بنظام التشغيل الزمني ، هي نظام حاسوبي يُنفذ مجموعة أو أكثر من المهام وفقًا لجدول زمني مُحدد مسبقًا. [ 1 ] يتضمن تنفيذ نظام التشغيل الزمني عادةً استخدام مقاطعة واحدة مرتبطة بتجاوز مؤقت دوري. قد تُشغل هذه المقاطعة مُجدول المهام (وهو شكل مُقيد من أنظمة التشغيل في الوقت الحقيقي ). يقوم المُجدول بدورهبتحريرمهام النظام في نقاط زمنية مُحددة مسبقًا. [ 1 ]

التاريخ والتطور

نظراً لسلوكها الزمني الحتمي للغاية، فقد تم استخدام أنظمة TT لسنوات عديدة لتطوير أنظمة الفضاء الجوي والأنظمة ذات الصلة ذات الأهمية البالغة للسلامة . [ 2 ]

يُعد كتاب "أنظمة الوقت الحقيقي: مبادئ التصميم للتطبيقات المدمجة الموزعة" الصادر عام 1997 نصًا مبكرًا يحدد مبادئ الهندسة المعمارية التي يتم تشغيلها بالوقت والاتصالات ونهج الوقت المتفرق. [ 3 ]

انتشر استخدام أنظمة التوقيت الزمني (TT) بعد نشر كتاب " أنماط الأنظمة المدمجة ذات التوقيت الزمني" (PTTES) عام 2001 [ 1 ] والكتاب التمهيدي ذي الصلة " لغة C المدمجة" عام 2002. [ 4 ] كما قدم كتاب PTTES مفاهيم جدولة التوقيت الزمني الهجينة (وهي بنية لأنظمة التوقيت الزمني التي تتطلب مقاطعة المهام) وجدولة الساعة المشتركة (وهي بنية لأنظمة التوقيت الزمني الموزعة التي تتضمن عقدًا متعددة متزامنة). [ 1 ]

منذ نشر كتاب PTTES، أُجريت أبحاث مكثفة حول أنظمة TT. [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]

التطبيقات الحالية

أصبحت الأنظمة التي تعمل بالوقت مرتبطة بشكل شائع بمعايير السلامة الدولية مثل IEC 61508 (الأنظمة الصناعية)، ISO 26262 (أنظمة السيارات)، IEC 62304 (الأنظمة الطبية) و IEC 60730 (السلع المنزلية).

البدائل

يمكن اعتبار الأنظمة التي تعمل بالوقت بمثابة مجموعة فرعية من بنية نظام تعمل بالأحداث (ET) أكثر عمومية (انظر البرمجة الموجهة بالأحداث ).

يتضمن تنفيذ نظام ET عادةً استخدام مقاطعات متعددة، ترتبط كل منها بأحداث دورية محددة (مثل تجاوزات المؤقت) أو أحداث غير دورية (مثل وصول الرسائل عبر ناقل الاتصال في أوقات عشوائية). ترتبط تصميمات ET تقليديًا باستخدام ما يُعرف بنظام التشغيل في الوقت الحقيقي (RTOS)، على الرغم من أن استخدام منصة برمجية كهذه ليس سمة مميزة لبنية ET. [ 1 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. 1 2 3 4 5 بونت، إم جيه (2001) "أنماط الأنظمة المدمجة ذات التشغيل الزمني"، أديسون-ويسلي / مطبعة ACM. ISBN 0-201-331381.
  2. ↑ وارد، ن.ج. (1991) "التحليل الثابت لنظام التحكم الإلكترونيات الطيران الحرج للسلامة"، في كوربين، د.إ. وبراي، ن.ب. (محرران) "سلامة النقل الجوي: وقائع مؤتمر الربيع لجمعية السلامة والموثوقية، 1991" نشرته شركة SaRS المحدودة.
  3. ↑ كوبيتز، هـ. (1997) "أنظمة الوقت الحقيقي: مبادئ تصميم التطبيقات المدمجة الموزعة"، سلسلة سبرينغر الدولية في الهندسة وعلوم الحاسوب. ISBN 978-0792398943.
  4. ↑ بونت، إم جيه (2002) "لغة سي المضمنة"، أديسون-ويسلي. رقم ISBN 0-201-79523-X.
  5. ↑ Athaide, KF, Pont, MJ and Ayavoo, D. (2008) "Deploying a time-triggered shared-clock architecture in a multiprocessor system-on-chip design", in Proceedings of the 4th UK Embedded Forum (September 2008, Southampton, UK).
  6. ↑ Ayavoo, D., Pont, MJ, Short, M. and Parker, S. (2007) "خوارزميتان جديدتان لجدولة الساعة المشتركة للاستخدام مع الأنظمة الموزعة القائمة على CAN"، المعالجات الدقيقة والأنظمة الدقيقة، 31(5): 326–334.
  7. ↑ تشان، ك. ل. وبونت، م. ج. (2010) "الكشف غير الجراحي في الوقت الحقيقي عن انتهاكات قيود التوقيت في الأنظمة المدمجة ذات التشغيل الزمني"، وقائع المؤتمر الدولي السابع لمعهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات حول البرمجيات والأنظمة المدمجة، برادفورد، المملكة المتحدة، 2010، ص 1978-1986. منشورات جمعية الحاسبات التابعة لمعهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات. رقم ISBN 978-0-7695-4108-2.
  8. ↑ Gendy, AK and Pont, MJ (2008) "Automatically configuring time-triggered schedulers for use with resource-constrained, single-processor embedded systems", IEEE Transactions on Industrial Informatics, 4(1): 37–46.
  9. ↑ هيوز، زد إم وبونت، إم جيه (2008) "الحد من تأثير تجاوزات المهام في الأنظمة المدمجة ذات الموارد المحدودة والتي يتم فيها استخدام بنية برمجية تعمل بالوقت"، معاملات معهد القياس والتحكم، المجلد 30: ص 427-450.
  10. ↑ Phatrapornnant, T. and Pont, MJ (2006) “Reducing jitter in embedded systems usesing a time-triggered software architecture and dynamic voltage scaling”, IEEE Transactions on Computers, 55(2): 113–124.