실시간 시스템 개요

실시간 시스템이 제조에서부터 의료, 석유 및 가스, 로봇에 이르기까지 산업에서 사물 인터넷 응용 프로그램에 미치는 영향을 알아보십시오.

핵심 요점

  • 실시간 시스템은 정해진 기한(일정) 내에 예상된 결과를 생산하고 독립적인 일정을 조정하여 일제히 함께 작동(시간 동기화)할 수 있는 기능을 특징으로 합니다.

  • 하드 실시간 시스템은 절대적인 마감 시한이 있으며, 해당 할당 시간을 놓치면 시스템 장애가 발생합니다. 소프트 실시간 시스템에서는 마감 시한이 지나도 시스템이 계속 작동하지만 출력 품질이 바람직하지 못할 정도로 낮아집니다.

  • 실시간 시스템의 기능은 지연 시간 및 컴퓨팅 지터라는 두 가지 요구 사항을 기준으로 "측정"됩니다.

  • 인텔은 하드웨어와 레퍼런스 시스템 수준 소프트웨어를 제공하여 모든 요소가 특정 시간대 내에 안정적이고 예측 가능한 방식으로 수행되어 하드 실시간 요구 사항을 충족해야 하는 실시간 응용 프로그램을 개발할 수 있도록 합니다.

BUILT IN - ARTICLE INTRO SECOND COMPONENT

인텔은 기업이 안정적이고 예측 가능한 실시간 시스템으로 실시간 데이터 처리의 증가하는 요구를 충족하도록 지원하기 위해 이를 실현하기 위한 솔루션, 기술 및 파트너를 제공합니다.

실시간 시스템에 대한 요구

글로벌 연결성이 증가하고 항상 사용 가능한 데이터에 대한 소비자 수요가 변화하며 항상 켜져 있는 센서 지원 엔터프라이즈 환경 등으로 기하급수적인 양의 데이터가 생성, 수집 및 분석되고 있습니다. IDC의 예측에 따르면 2025년까지 79.41 제타바이트의 데이터가 생성되고 그중 거의 30%2에 실시간 시스템이 지원하는 실시간 처리가 필요합니다.

실시간 처리에 대한 필요는 로봇 공학, 제조, 의료, 석유 및 가스, 전력 등 고정밀 산업 등의 비즈니스에서 특히 중요합니다. 이들 산업은 안전, 효율성, 안정성에서 지속적인 개선을 위해 실시간 데이터에 의존하기 때문입니다.

이러한 유형의 산업에서 기업 데이터가 실시간 처리되도록 하는 한 가지 핵심 요소는 비 실시간 워크로드보다 실시간 워크로드를 우선시하고, 관리 및 실행하는 시스템의 기능입니다.
예를 들어, 최신 자동차 제조업체는 차를 조립하는 생산 라인에서 함께 작업하는 로봇에 매우 의존적입니다. 로봇은 부품을 서로 전달하고, 드릴, 용접 작업을 하거나 안전 점검을 수행하는 데, 이 모든 작업에는 높은 수준의 정밀도와 세심한 타이밍이 요구됩니다. 이러한 사용 사례에서는 정해진 예측 가능한 시간 프레임 내에서 데이터를 처리하는 것뿐만 아니라 안전 관련 워크로드 등의 중요 작업을 중요도가 떨어지는 작업 이전에 완료하도록 보장하는 기능을 갖춘 실시간 시스템이 있어야 합니다.
데이터 기반 산업에서 데이터 처리가 필요한 시간과 방법으로 수행되도록 하려면 어떻게 해야 합니까? 실시간 시스템.

IDC의 예측에 따르면 2025년까지 79.41 제타바이트의 데이터가 생성되고 그중 거의 30%2에 실시간 시스템이 지원하는 실시간 처리가 필요합니다.

실시간 시스템이란 무엇입니까?

'실시간 시스템'이라는 용어는 실시간 응용 프로그램 기능을 수행하고 예측 가능하며 특정한 시간 제약 내에서 이벤트에 대응할 수 있는 하드웨어 및 소프트웨어 구성 요소를 갖춘 정보 처리 시스템을 의미합니다. 실시간 시스템의 일반적인 예로는 항공관제시스템, 처리 제어 시스템, 자율주행시스템 등이 있습니다.

응용 프로그램용 실시간 시스템의 이점

실시간 시스템은 다양한 이점을 제공합니다.

이점
더 정밀한 타이밍 실시간 시스템은 정밀한 주기 마감 시한(마이크로초 단위까지 가능) 내에서 실행되어야 하는 작업을 수행하도록 설계됩니다.
더 높은 예측 가능성 및 신뢰성 실시간 시스템은 정의된 예측 가능한 시간 프레임 내에서 데이터를 처리하기 때문에 작업 또는 워크로드의 실행이 실질적으로 보장되므로 비즈니스를 위해 중요한 시스템의 안정성을 향상시킵니다.
실시간 워크로드의 우선시 중요한 시스템 고장을 피하기 위해 특정 실시간 워크로드를 정해진 마감 시한 이내에 완료해야 할 때는 일부 워크로드를 다른 워크로드보다 우선시하는 기능이 가장 중요합니다. 전부는 아니지만 일부 실시간 시스템은 워크로드가 또는 작업 우선순위를 지정할 수 있는 이러한 기능을 갖추고 있습니다.

실시간 시스템 구성 요소

실시간 컴퓨팅이 가능한 실시간 시스템의 실시간 시스템의 경우 두 가지 요구 사항을 충족해야 합니다.

  • 일정: 특정 마감 시한까지 예상된 결과를 생산하는 능력.
  • 시간 동기화: 에이전트가 독립적인 일정을 조정하고 일제히 함께 작동하도록 하는 기능.

실시간 시스템을 평가할 때 기업은 이벤트 또는 작업을 완료함에 있어서 시스템이 얼마나 예측 가능한지에 대해 시스템의 가치를 측정할 수 있습니다. 예측 가능성은 시스템의 다음 요소를 검사하여 추가로 평가할 수 있습니다.

  • 지연 시간: 두 이벤트 간의 시간 측정
  • 컴퓨팅 지터: 반복 간의 지연 시간 변동

실시간 시스템의 또 다른 중요한 특징은 실시간 워크로드와 비실시간 워크로드의 동시 실행을 통해 중요한 시스템 장애를 방지하는 기능입니다.

마지막으로, 실시간 시스템이 일반적으로 분류되는 방법을 이해하는 것이 중요합니다. 실시간 시스템은 타이밍 제약에 따라 소프트 실시간 시스템 또는 하드 실시간 시스템 중 하나로 불립니다.

소프트 실시간 시스템 대 하드 실시간 시스템

실시간의 개념은 다양한 사용 사례에 적용될 수 있습니다. 웹 브라우징 및 게이밍과 같은 이러한 사용 사례의 대부분은 소프트 실시간 분류에 속합니다.

소프트 실시간 개념은 시스템이 할당된 시간 내에 실행될 수 없더라도 시스템이 계속 작동하는 경우입니다. 시스템이 마감 시한을 놓쳤을 경우에도 심각한 결과를 초래하지 않습니다. 시스템은 계속 작동할 수 있지만, 출력 품질은 바람직하지 않을 정도로 낮아집니다.

그러나 로봇 공학, 자동차, 유틸리티 및 의료 등 특정 산업의 경우는 동기화, 일정, 최악의 경우 실행 시간 보장 등에 대한 요구 사항이 더 높습니다. 이러한 예들은 하드 실시간 분류에 속합니다.

하드 실시간 시스템에서는 마감 시한을 놓칠 경우 시스템이 중단되어 재앙적인 결과를 초래할 수 있습니다.

실시간 시스템의 응용 프로그램

프로세스 제어 시스템

프로세스 제어 시스템은 생산이 계속 지속되고 중단이 발생할 수 없는 산업용 응용 프로그램에서 사용됩니다. 이러한 시스템은 프로세스 테스트, 관련 데이터 수집 및 모니터링과 가능한 문제 해결을 위한 해당 데이터의 반환을 통해 기업이 품질을 유지하고 성능을 개선하도록 지원합니다. 석유 및 가스 부문의 기업은 프로세스 제어 시스템의 핵심적인 사용자로서 효율성 증가부터 더 안전한 시설 운영, 가동 중단 및 손실 감소 등의 다양한 이점을 누리는 경우가 많습니다.

머신 비전

머신 비전을 사용하여 기계가 빠르게 데이터를 해석하여 주변을 보고 해당 시각 입력 정보를 기반으로 빠르게 의사 결정을 내릴 수 있도록 지원합니다. 이러한 기계는 생산 흐름이 계속되거나 중요한 프로세스가 계속 유지되도록 보장하는 데 핵심이 됩니다. 실시간 시스템은 이러한 기계가 거의 실시간으로 해당 데이터를 처리할 수 있도록 지원합니다.

로봇 공학

로봇 공학 기술은 여러 복잡한 응용 프로그램에 사용되며, 그중 많은 응용 프로그램은 안전한 워크로드 실행과 지속적인 작동을 확보하기 위해 정밀한 타이밍 제약이 요구됩니다. 실시간 시스템은 실시간 컴퓨팅과 처리에 대한 필요성 때문에 로봇 운영 시스템의 귀중한 부분을 이룹니다.

제조

미래에 초점을 맞춘 제조업체는 제품 품질 문제를 피하고 효율성 및 성능을 개선하며 궁극적으로 경쟁 우위를 확보하기 위해 실시간 응용 프로그램에서 얻은 인사이트에 의존합니다. 임베디드 실시간 시스템은 제조업체의 생산성 극대화, 제품 품질 및 일관성 개선, 공장 현장의 안전 강화를 지원합니다.

의료 및 환자 모니터링

의료에서는 데이터 처리 속도가 삶과 죽음의 차이를 의미하는 경우가 많습니다. 실시간 시스템은 임상의가 언제 어디서나 심박수 모니터와 같은 환자 모니터링 시스템의 데이터를 활용할 수 있도록 하여 환자의 안전과 건강을 지키는 데 핵심적인 역할을 합니다.

실시간 시스템에 미치는 인텔의 영향

인텔은 높은 실시간 요구 사항이 필요한 새로운 솔루션을 지원하기 위해 실시간 성능 기술인 Intel® Time Coordinated Computing(Intel® TCC)을 제품군에 도입하여 시간 민감형 네트워킹(TSN)에 대한 지원을 계속 확장하고 있습니다.

Intel® Time Coordinated Computing(Intel® TCC)은 인텔® 프로세서의 컴퓨팅 성능을 증강하는 새로운 기능의 세트로서 하드 실시간 응용 프로그램에 필요한 엄격한 시간 제약을 해결합니다. Intel® TCC는 프로세서를 지연 시간에 민감한 응용 프로그램에 적합하게 만드는 동시에 전반적인 전력 효율성을 유지하고 다른 동시 작업을 위한 충분한 성능을 남겨둡니다. Intel® TCC는 한 워크로드의 모든 요소가 요구되는 시간대 내에서 안정적이고 예측 가능한 방식으로 수행되도록 지원합니다.

시간 민감형 네트워킹(TSN)이란 표준 이더넷 네트워크 기반의 IEEE 표준, 사양 및 기능의 컬렉션으로 시간 민감형 응용 프로그램과 정밀 시간 동기화, 데이터 전달을 위한 적시성, 트래픽 스케줄링을 지원합니다. TSN은 개방적인 표준 기반 디자인을 활용하여 시스템 간의 성능을 최적화하는 데 사용될 수 있습니다. 이제 인텔은 다음을 포함하여 그 어느 때보다 많은 TSN 표준을 지원합니다.

  • IEEE 802.1AS: 범용 정밀 시간 프로토콜
  • IEEE 802.1Qv: 시간인식 셰이퍼
  • IEEE 802.1Qav: CBS(크레딧 기반 셰이퍼)
  • IEEE 802.1Qb: 프레임 선점

인텔® 솔루션 혁신 실시간 시스템

하드 타임 요구 사항 충족에 대한 필요가 증가하는 속도는 당분간 느려지지는 않을 것입니다. 인텔은 새로운 인텔® TCC와 TSN의 확장 지원을 통해 기업이 다가올 이러한 데이터 처리의 홍수에 대비할 수 있도록 도울 기술과 전문 지식을 갖추고 있습니다. 이러한 솔루션은 새로운 고성능 실시간 솔루션이 자주 직면하는 문제를 해결하기 위해 새로운 결합 접근 방식을 취합니다.

자주 묻는 질문(FAQ)

'실시간 시스템'이라는 용어는 실시간 응용 프로그램 기능을 수행하고 예측 가능한 특정 시간 제약 내에서 이벤트에 대응할 수 있는 하드웨어 및 소프트웨어 구성 요소를 의미합니다.

실시간 시스템은 소프트 실시간 또는 하드 실시간 시스템으로 분류됩니다. 소프트 실시간 유형은 시스템이 할당된 시간 내에 실행될 수 없더라도 시스템이 계속 작동한다는 것을 의미합니다. 가장 중요한 점은 시스템이 마감 시한을 놓쳤을 경우에도 위험한 결과를 초래하지 않는다는 것입니다. 하드 실시간 유형은 마감 시한을 놓칠 경우 시스템이 중단되어 재앙적인 결과를 초래할 수 있습니다.

실시간 시스템은 제조, 의료, 석유 및 가스, 전력 및 에너지, 물류, 숙박, 농업 등 다양한 산업에서 사용됩니다.

실시간 시스템은 기술의 핵심적 부분이므로, 프로세스 자동화 시스템부터 창고, 생산 조립 라인, 농업 및 의료에 이르기까지 다양한 산업 분야에서 사용됩니다.

실시간 시스템은 기술의 핵심적 부분이므로, 프로세스 자동화 시스템부터 창고, 생산 조립 라인, 농업 및 의료에 이르기까지 다양한 산업 분야에서 사용됩니다.

제품 및 성능 정보

1IDC, 2019년 6월, "새 IDC 예측에 따르면 커넥티드 IoT 장치의 성장은 2025년에 79.4ZB의 데이터를 생성할 것으로 예상됨", 보도자료
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IDC, 2018년 11월, "에지에서 코어에 이르는 전 세계적 디지털화" 저자: David Reinsel, John Gantz, John Rydning