嵌入式实时操作系统是面向嵌入式系统的、保证在一定时间限制内完成各种程序的执行并提供资源分配、调度、输入输出控制以及数据管理等服务的软件。嵌入式实时操作系统一般包含核心功能和扩展功能，核心功能主要包含任务管理、任务同步与通信、时钟/定时器管理和中断异常；扩展功能主要包含内存管理、文件系统、设备管理和网络通信等。嵌入式实时操作系统在工业领域的应用中的主要特点体现在操作系统的高实时性、高可靠性、可裁剪、微型化、易移植等。

嵌入式实时操作系统产品类别十分丰富，其中商用产品有美国风河公司的VxWorks、微软公司的Windows Embedded、加拿大RIM公司的QNX、瑞典Enea公司的OSEck等，开源产品有嵌入式实时操作系统μC/OS-II、嵌入式Linux、RTEMS、FreeRTOS、μTenux等。目前，国内嵌入式实时操作系统产品绝大多数对标VxWorks进行开发，分为自主研发和基于开源改造两条技术途径。

一、应用需求

随着“软件定义硬件”概念的出现，嵌入式实时操作系统成为工业母机数字化、智能化发展的关键，是工业自动化和未来智能制造的核心环节。嵌入式实时操作系统被广泛应用在PLC、工控机、DSC、HMI、通用运动控制、CNC、工业网关等细分行业，最终支持工业机器人、数控机床、注塑机、VGA等系列工业设备，以及大型工业自动化控制系统、光刻机精密控制系统、电力安全保护系统等多个重点行业关键基础设施领域，直接关系到高端装备的运行安全和产业发展。

国内嵌入式实时操作系统经过多年的技术积累，取得长足发展，基本具备国产化替代能力，在防务领域已有部分应用。但受技术研发水平、市场竞争力、企业发展规模等因素影响，国产嵌入式实时操作系统在工业控制、汽车、轨交、能源等关键民用领域对比国外主流产品仍旧面临巨大劣势。以先进制造为例，目前主要应用的有：美国风河公司的VxWorks系统VxWorks（占比约35%）、加拿大黑莓公司QNX系统（占比约15%）、Windows操作系统（占比约15%）、开源Linux操作系统（占比约15%）以及部分用于嵌入式设备的小系统（占比约20%），如：FreeRTOS、uc/OS等。其中，Windows系统主要用于控制蚀刻机以及清洗设备等设备；开源Linux系统主要用控制曝光机以及离子注入设备；VxWorks以及QNX系统主要用于光刻机的控制系统、运动系统、光学系统以及环境控制系统中；此外，离子注入机的加速离子装置、光束传输装置、束流校准装置和控制系统、刻蚀机的气体输送和控制系统等也有采用上述两种实时嵌入式实时操作系统。

二、供给能力

目前国内拥有自主研发产品、生态较为完善且在工业控制领域较为活跃的操作系统有：上海华元创信软件有限公司（中电科32所）推动的锐华（ReWorks）工控安全嵌入式实时操作系统、北京翼辉信息技术有限公司推动的SylixOS大型实时操作系统、科东软件公司推动的Intewell操作系统、上海睿塞得电子科技有限公司推动的RT-Thread操作系统等。具体情况如下：

（一）锐华嵌入式实时操作系统

锐华嵌入式实时操作系统是中国电科32所研发的产品，由上海华元创信软件有限公司负责从事该产品的产业化应用推广、系统开发定制服务以及民用领域生态建设。锐华操作系统从研发伊始就以替代VxWorks为主要目标，在提供标准化接口的同时，额外配备了较成熟的VxWorks接口兼容替代组件，具备从VxWorks平台平滑迁移应用的能力，在应用于国防电子装备的基础上，开启了军民转化，目前在工业自动化、轨道交通信号控制、能源电力现场控制、航天载荷、高端工业制造等领域发展迅速，有已获得国际IEC61508工业安全认证最高等级安全认证的高安全认证版产品，已在国内多条地铁线的轨旁和站台控制系统中规模化部署并开通运营。

（二）SylixOS大型实时操作系统

翼辉信息团队创建于2006年，创始人韩辉带领团队完成了核心产品SylixOS内核LongWing™开发，历经10多年的技术迭代和产业化积累，成功打破我国在嵌入式实时操作系统（RTOS）领域的技术空白，内核自主化率、整体源代码自主化率均超过80%，拥有完整自主知识产权，从产品功能、性能等质量特性方面已具备与国外嵌入式实时操作系统竞争的能力。同时，SylixOS获得国际知名权威认证机构德国 TÜV SÜD 集团颁发的 IEC 61508 (SIL3) / EN 50128 (SIL4) 认证证书，成为“国内首个，全球第二个”获得该认证的多核64位工业操作系统，累计承担了十五项“国家级课题研究”。

（三）Intewell操作系统

科东软件成立于2019年，从北京科银京成技术有限公司分化形成，其产品及解决方案已应用于飞机、舰艇、工业机器人、核电DCS、汽车电子、CNC数控系统、运动控制等多个领域，可靠性、安全性等得到了一定验证。科东软件自主研发的Intewell工业实时操作系统，是新一代工业控制系统承上启下的平台，是粤港澳大湾区最具规模的工业操作系统研发及推广应用企业。Intewel操作系统基于微内核架构，支持Hypervisor虚拟化技术，具备软件定义控制、高实时（us级响应）、高可靠、自主可控、多业务承载、软硬件解耦等一系列的特性，实现了控制、计算、网络、云服务技术的融合统一。Intewell操作系统拥有 80+ 项专利、40+ 项软件著作权，并通过了南德意志集团的功能安全认证。

（四）RT-Thread操作系统

上海睿塞得电子科技有限公司为个人创始，目前运营模式为开源社区，主要面向物联网领域，产品和技术以支持微控制器生态为主。RT-Thread以专业化的开源社区运营模式，采用“圈粉”方式，其80%的代码来自社区贡献，已形成“小核心”+“众包众筹”的开发生态；当前商业模式为免费授权，以“扩大流量”方式降低客户获得成本，在低端MCU领域培育大量客户；借助“口碑”启动融资，从低端向高端高性能延伸，快速形成了汽车电子、高端控制装备、智能化装备等产品。