ROTS(实时操作系统)与Linux的核心差异源于设计目标的根本分歧。ROTS为确定性实时响应而生，Linux则以通用计算和吞吐量优先。这种差异渗透在系统架构的每个层面。
内核架构构成首要分水岭。ROTS普遍采用微内核设计(如VxWorks、QNX)，仅保留任务调度、中断处理等核心模块，中断延迟严格控制在微秒级(通常<5μs)。Linux的宏内核架构集成完整驱动栈和子系统，即便应用PREEMPT_RT补丁优化，中断延迟仍停留在毫秒量级(0.1-1ms)，根源在于其不可屏蔽中断(NMI)处理机制存在设计局限。
中断延迟测试代码：
// ROTS中断响应测试（VxWorks示例）
void intHandler() {
timestamp = tickGet(); // 获取精确时钟计数
}
// 典型结果：< 1μs抖动
// Linux实时性测试（cyclictest工具核心逻辑）
clock_nanosleep(CLOCK_MONOTONIC, TIMER_ABSTIME, &next, NULL);
latency = (now - next) / 1000; // 单位纳秒转微秒
// PREEMPT_RT下仍存在10-50μs抖动
调度机制的差异直接决定实时性能。ROTS实现全抢占式优先级调度，支持256+优先级层级，任务切换时间压缩至亚微秒级(<1μs)，并通过优先级继承协议消除优先级反转风险。Linux的CFS调度器基于虚拟时间片分配资源，默认最小时间片为1ms，实时任务(SCHED_FIFO/RR)仍受非实时子系统(如文件系统、网络栈)的干扰。
资源管理模型凸显系统哲学。ROTS通过时间分区保护(如ARINC 653标准)为关键任务分配专属CPU时间窗和内存空间，确保在最坏情况下仍满足时限要求。Linux依赖Cgroups实现资源隔离，但无法保证精确时间配额，其内存管理引入的页错误可能导致数百微秒延迟，这在实时控制系统中不可接受。
应用场景因此形成天然边界。ROTS主导汽车ECU(发动机点火控制响应<100μs)、工业PLC(运动控制周期≤250μs)、航空电传系统(DO-178C认证强制要求)等硬实时领域。Linux则适用于车载信息娱乐系统(触控响应500ms可接受)、工业HMI界面、云基础设施等软实时或非实时场景。
值得注意的是技术融合趋势：Xenomai双内核架构通过Cobalt微内核处理实时任务(域间通信延迟<15μs)，Linux域承担非实时功能，已在机械臂控制等场景实现90%硬实时需求。但航空电子等安全关键领域仍要求独立ROTS，因其具备形式化验证能力(如seL4微内核的数学证明)，这是当前Linux实时扩展尚未突破的领域。