一、嵌入式和實時系統(tǒng)介紹
嵌入式系統(tǒng)在我們的生活中已經(jīng)無處不在，如火星探測器，汽車上的電動裝置,可視電話，PDA，嵌入式網(wǎng)絡交換系統(tǒng)等等。嵌入式系統(tǒng)在我們的生活中發(fā)揮著巨大的作用,嵌入式系統(tǒng)是為實現(xiàn)特定功能，并且軟硬件緊密結合在一起的計算機系統(tǒng)。
實時嵌入式系統(tǒng)是嵌入式系統(tǒng)的一種，它能夠對外部事件給予及時響應。對外部事件的響應有三個步驟：對外部事件的識別，必要的處理，以及結果的輸出。實時系統(tǒng)又分為硬實時和軟實時兩種。在軟實時系統(tǒng)中，系統(tǒng)的宗旨是使各個任務運行得越快越好，對響應時間的介定有一定的靈活性；在硬實時系統(tǒng)中，各任務不僅要執(zhí)行無誤而且要做到準時，一旦不能在確定的時間內完成,有可能導致災難性后果。實時操作系統(tǒng)（RTOS）以及時的方式進行任務調度、系統(tǒng)資源的管理以及為應用開發(fā)提供一個穩(wěn)固的平臺。RTOS可以是一個小而簡單的系統(tǒng)，也可以是一個大而全的系統(tǒng)，具體要視實際應用而定.目前流行的許多RTOS都是用戶可裁剪定制的,如vxworks和pSOS等。
二、嵌入式操作系統(tǒng)實時性的幾個重要性能指標
成熟度一個操作系統(tǒng)從研發(fā)成功到能穩(wěn)定、可靠運行的過程是需要較長時間的，只有經(jīng)過廣泛使用才能逐步走向成熟，成熟度是綜合評價操作系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性的重要指標。
穩(wěn)定性穩(wěn)定性是反映嵌入式實時操作系統(tǒng)在長時間運行過程中不會出現(xiàn)異常情況，保證應用系統(tǒng)能夠穩(wěn)定、可靠地工作的指標。
可靠性可靠性是反映嵌入式實時操作系統(tǒng)能夠保持正常運行而不受外界影響的能力，通常以系統(tǒng)連續(xù)并且可靠運行時間來度量。
安全性安全性是反映嵌入式實時操作系統(tǒng)能夠抵御外部攻擊和應用軟件自身缺陷的能力。
開放性開放性是反映嵌入式實時操作系統(tǒng)符合國際和國家標準水平以及能否得到眾多第三方（主要包括：驅動程序、開發(fā)工具、其它功能軟件等）廣泛支持的基本條件。
實時性實時性是反映嵌入式實時操作系統(tǒng)快速響應外部事件的能力。通常包括：系統(tǒng)調用時間、任務切換時間、中斷響應和延遲時間、信號量混洗時間、數(shù)據(jù)包吞吐率等。
三、嵌入式實時操作系統(tǒng)的體系結構
操作系統(tǒng)發(fā)展至今,模塊結構已經(jīng)非常明確,即可分成處理器管理、存儲器器管理、設備管理和文件管理等模塊,如表1所示。只有文件系統(tǒng)是屬于建立在存儲器上的邏輯管理功能,因為可以說,現(xiàn)今的操作系統(tǒng)是一種直接的計算機硬件的邏輯映射,是硬件組合模型的軟件表達形式。
操作系統(tǒng)最基本的結構是模塊結構和層次結構。模塊結構是最一般的結構化設計。單內核就是模塊結構,但內核的概念是一種層次概念。層次結構是建立在系統(tǒng)功能模塊分類的基礎之上,是一種模塊集合作為“層”的結構。操作系統(tǒng)按模塊間功能調用方式分單內核與微核兩類。另外還有兩種應用模型:虛擬機與客戶機(服務器)模式,它們是建立在操作系統(tǒng)的系統(tǒng)應用擴展模型。
四、如何提高嵌入式實時操作系統(tǒng)的可靠性
提高RTOS的可靠性的關鍵取決于RTOS的架構。例如在實時執(zhí)行模式架構中，大部分或所有軟件組件都在一個單一的內存地址空間中運行，包括操作系統(tǒng)內核、網(wǎng)絡協(xié)議棧、設備驅動程序、應用程序等。雖然這種架構的效率較高，但有兩個明顯的缺陷：任何組件中的一個指針錯誤，都可能破壞操作系統(tǒng)內核或任何其它組件，導致不可預測的行為和整個系統(tǒng)的崩潰；很難動態(tài)修復或替換任何有故障的組件，大多數(shù)情況下，出現(xiàn)這些問題時系統(tǒng)復位是唯一的選擇。
有一些RTOS試圖通過使用單內核架構來解決這個問題。在這種架構中，用戶的應用程序在隔離的、受保護內存地址空間中運行。如果一個應用程序試圖訪問其地址空間之外的數(shù)據(jù)，內存管理單元（MMU）將通知操作系統(tǒng)，操作系統(tǒng)可能會采取保護措施，例如終止出錯進程。由于這樣的操作系統(tǒng)需要將大多數(shù)或所有驅動程序、文件系統(tǒng)和其它系統(tǒng)服務綁定到內核中，因此任何組件中的一個錯誤都可能帶來災難性的內核故障。
