Realtidsovervejelser og latenstid

Operationer på heapen er uforudsigelige — fragmentering og beslutninger i allokatoren spiller ind. Allokér ved opstart, og genbrug hukommelsen. Indlejrede kodestandarder forbyder ofte new uden for init.

Det har uforudsigelige omkostninger at udløse undtagelser. Det meste realtids-C++ kompileres med -fno-exceptions.

Virtuelle funktioner tilføjer en indirektion og kan forringe grenforudsigelsen. Brug skabeloner eller CRTP til statisk polymorfi.

Låse kan medføre prioritetsinversion — en tråd med lav prioritet, der holder en lås, blokerer en tråd med høj prioritet. Låsefri datastrukturer undgår problemet.

Hvis du er nødt til at bruge låse, bør du foretrække låse, der understøtter prioritetsarv — operativsystemet hæver midlertidigt prioriteten for den tråd, der holder låsen.

Analysér den værst tænkelige vej gennem din kode. Værktøjer og manuel analyse estimerer det maksimale antal cyklusser, en funktion kan tage. WCET er afgørende for planlægningsbeslutninger.

Til hård realtid skal du bruge et RTOS (FreeRTOS, Zephyr, VxWorks) eller køre direkte på hardwaren. Operativsystemer til generelle formål kan forsinke din opgave på ubestemt tid.

Cache-misses og TLB-misses medfører uforudsigelige forsinkelser. Lås data fast i cachen, eller brug scratchpad-RAM til de mest kritiske sektioner.

Allokér fra puljer med en fast størrelse i stedet for fra den generelle heap. Allokering og frigivelse tager konstant tid. Mange indlejrede C++-projekter er udelukkende afhængige af dem.

Ydeevnen på en arbejdsstation siger kun lidt om ydeevnen på en MCU. Mål altid ydeevnen på målhardwaren med en realistisk belastning.

Realtids-C++ prioriterer forudsigelighed frem for maksimal ydeevne. Undgå heapen, undtagelser, virtuelle kald og låse, der styres af operativsystemet. Brug statisk hukommelse, hukommelsespuljer og låsefri datastrukturer, og analysér den værst tænkelige udførelsestid. Profilér på det faktiske mål.