1.3.2　按實時性分類

一個實時系統（Real-Time System，RTS）是指計算的正確性不僅取決于程序的邏輯正確性，也取決于結果產生的時間，如果系統的時間約束條件得不到滿足，將會發生系統出錯。也就是說，實時系統是對響應時間有嚴格要求的。根據嵌入式系統是否具有實時性，可將其分為嵌入式實時系統和嵌入式非實時系統。

1.嵌入式非實時系統

早期的嵌入式系統中沒有操作系統的概念，程序員編寫嵌入式程序通常直接面對裸機及裸設備。在這種情況下，通常把嵌入式程序分成兩部分，即前臺程序和后臺程序。前臺程序通過中斷來處理事件，其結構一般為無限循環；后臺程序則掌管整個嵌入式系統軟硬件資源的分配、管理以及任務的調度，是一個系統管理調度程序。這就是通常所說的前后臺系統。一般情況下，后臺程序也叫任務級程序，前臺程序也叫事件處理級程序。在程序運行時，后臺程序檢查每個任務是否具備運行條件，通過一定的調度算法來完成相應的操作。對于實時性要求特別嚴格的操作通常由中斷來完成，僅在中斷服務程序中標記事件的發生，不再做任何工作就退出中斷，經過后臺程序的調度，轉由前臺程序完成事件的處理，這樣就不會造成在中斷服務程序中處理費時的事件而影響后續和其他中斷。

實際上，前后臺系統的實時性比預計的要差。這是因為前后臺系統認為所有的任務具有相同的優先級別，即是平等的，而且任務的執行又是通過FIFO隊列排隊，因而對那些實時性要求高的任務不可能立刻得到處理。另外，由于前臺程序是一個無限循環的結構，一旦在這個循環體中正在處理的任務崩潰，使得整個任務隊列中的其他任務得不到機會被處理，從而造成整個系統的崩潰。由于這類系統結構簡單，幾乎不需要RAM/ROM的額外開銷，因而在簡單的嵌入式應用系統被廣泛使用。

2.嵌入式實時系統

實時系統對邏輯和時序的要求非常嚴格，如果邏輯和時序出現偏差將會引起嚴重后果。大多數嵌入式系統都屬于嵌入式實時系統。根據實時性強弱，實時系統又可進一步分為軟實時系統和硬實時系統。

（1）軟實時系統（Soft Real-Time）

軟實時系統是指系統對響應時間有一定的要求，但是如果響應時間不能滿足，也不會導致系統崩潰或出現致命錯誤，例如，實時多媒體系統就是一種軟實時系統。基于Linux操作系統的嵌入式系統是一個典型的軟實時系統，盡管在RTlinux里面對系統的調度機制做了很大的提高，使得實時性能也提高了很多，但是RTLinux還是一個軟實時系統。基于Windows CE的嵌入式系統也是軟實時系統。

（2）硬實時系統（Hard Real-Time）

硬實時系統是指系統對響應時間有嚴格要求，如果響應時間不能滿足，就會引起系統崩潰或致命錯誤，如飛機的飛控系統。硬實時系統要求系統運行有一個剛性的、嚴格可控的時間限制，它不允許任何超出時限的錯誤發生。超時錯誤會帶來損害甚至導致系統失敗，或者系統不能實現它的預期目標。基于VxWorks、μC/OS-II、eCOS、Nucleus等的操作系統是硬實時系統。