作者 | strongerHuang

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很多做嵌入式開發的小伙伴都存在這樣的疑惑：RTOS與Linux到底有什么區別？

RTOS：Real Time Operating System，即實時操作系統，是指當外界事件或數據產生時，能夠接受并以足夠快的速度予以處理，其處理的結果又能在規定的時間之內來控制生產過程或對處理系統做出快速響應，調度一切可利用的資源完成實時任務，并控制所有實時任務協調一致運行的操作系統。

Linux，一般指GNU/Linux，是一種免費使用和自由傳播的類UNIX操作系統，其內核由林納斯·本納第克特·托瓦茲（Linus Benedict Torvalds）于1991年10月5日首次發布，它主要受到Minix和Unix思想的啟發，是一個基于POSIX的多用戶、多任務、支持多線程和多CPU的操作系統。

RTOS與Linux區別

RTOS與Linux都屬于嵌入式領域，這里列舉一些主要區別。

1、實時性能

RTOS：RTOS是專為實時應用設計的操作系統，其主要特點是能夠在預定的時間內響應輸入，并在給定的時間內完成輸出，以保證實時性能。RTOS的調度器和內核被優化為實時任務處理，使得它們能夠在特定時間內優先處理任務。

Linux：Linux本身并不是一個硬實時操作系統，但可以通過特定的配置和優化來滿足一定程度的實時需求。然而，由于Linux需要處理大量的系統調度和各種其他任務，其實時性相對較差。

2、內核設計

RTOS：RTOS的內核通常非常輕量級，只允許單個應用程序在其上運行。這種設計使得RTOS在資源受限的嵌入式系統中非常受歡迎。

Linux：Linux內核是一個完整的操作系統內核，逐漸增長發展而來。它支持多用戶和多任務處理，并提供了豐富的網絡功能和設備獨立性。

3、應用場景

RTOS：RTOS主要應用于對實時性要求較高的嵌入式系統，如物聯網設備、工業控制、汽車電子等。在這些場景中，RTOS能夠確保任務在預定的時間內得到處理，從而滿足實時控制的需求。

Linux：Linux則廣泛應用于服務器、桌面計算機、移動設備等更復雜的系統。它在需要多任務處理、豐富的軟件生態和廣泛的硬件支持的場景中表現出色。

4、性能與資源需求

RTOS：RTOS通常具有更高的性能，并且搭載RTOS的設備在啟動時間和恢復時間上也具有優勢。這是因為RTOS不需要預處理大量代碼和數據，而是直接啟動應用程序。此外，RTOS具有較小的內存占用和較低的資源需求，適合在資源有限的嵌入式設備中使用。

Linux：Linux通常需要相對較多的系統資源，如內存和處理器能力。盡管Linux可以通過配置和優化來適應不同的硬件環境，但在資源受限的嵌入式系統中，其性能可能不如RTOS。

5、示例

RTOS示例：一個工業自動化系統需要實時地監控和控制生產線上的各個設備。使用RTOS可以確保每個設備在預定的時間內得到響應和處理，從而實現高效的自動化生產。

Linux示例：一個大型數據中心需要運行多個服務器來處理大量的數據和任務。使用Linux可以構建一個穩定、可靠且易于管理的服務器集群，以滿足數據中心的需求。

6、開發與支持

Linux：Linux擁有龐大的社區和廣泛的應用程序開發工具，這為其開發者提供了豐富的資源和支持。此外，Linux的開源特性使得其代碼可以自由修改和定制，以滿足特定需求。

RTOS：RTOS主要面向實時嵌入式應用，因此其開發工具和社區可能相對較小。然而，針對特定領域的RTOS產品（如FreeRTOS、VxWorks等）通常具有專業的技術支持和豐富的文檔資料，以幫助開發者快速實現應用。

應用場景中的相似性

盡管RTOS與Linux它們的主要特點和優勢各有不同，但它們在某些應用場景中還是有相似性。

1、嵌入式系統

RTOS：RTOS廣泛應用于嵌入式系統，特別是在資源受限和需要高實時性的環境中。

Linux：雖然Linux不是專為嵌入式系統設計，但它也有許多嵌入式系統的應用，尤其是在那些需要更強大功能和軟件生態的場合。例如，某些高端的嵌入式設備或需要復雜網絡功能的設備可能會選擇Linux。

2、物聯網（IoT）

RTOS：在物聯網設備中，RTOS因其高實時性和低資源消耗而廣受歡迎。這些設備通常需要快速響應外部事件，并且由于成本和能源限制，它們需要高效的操作系統。

Linux：Linux也在物聯網領域有廣泛應用。特別是對于那些需要更復雜的網絡功能、數據處理能力或軟件生態系統的物聯網設備，Linux可能是一個更好的選擇。

3、工業自動化

RTOS：在工業控制系統中，RTOS的高實時性和穩定性使其成為關鍵應用的理想選擇。例如，在需要精確控制生產流程或設備的系統中，RTOS可以確保任務在預定的時間內得到處理。

Linux：盡管Linux在實時性方面可能不如RTOS，但它也在工業自動化領域有應用。例如，Linux可以用于構建工業級的服務器或數據處理中心，以支持復雜的工業網絡或數據處理需求。

4、網絡設備

RTOS：在網絡設備中，RTOS可以用于實現高效的數據處理和網絡通信機制。例如，在路由器、交換機或防火墻等設備中，RTOS可以確保數據包在預定的時間內得到處理，以滿足網絡性能的需求。

Linux：Linux在網絡設備領域也有廣泛的應用。由于其強大的網絡功能和靈活的編程接口，Linux成為許多網絡設備制造商的首選操作系統。

5、開源與定制性

RTOS：盡管RTOS產品可能不像Linux那樣具有廣泛的開源社區，但許多RTOS也提供了定制和擴展的能力。用戶可以根據自己的需求定制RTOS的功能和性能。

Linux：Linux的開源特性使得用戶可以自由地修改、定制和擴展操作系統。這為開發者提供了極大的靈活性，以滿足各種特定的應用需求。