ROTS(實時操作系統)與Linux的核心差異源于設計目標的根本分歧。ROTS為確定性實時響應而生，Linux則以通用計算和吞吐量優先。這種差異滲透在系統架構的每個層面。
內核架構構成首要分水嶺。ROTS普遍采用微內核設計(如VxWorks、QNX)，僅保留任務調度、中斷處理等核心模塊，中斷延遲嚴格控制在微秒級(通常<5μs)。Linux的宏內核架構集成完整驅動棧和子系統，即便應用PREEMPT_RT補丁優化，中斷延遲仍停留在毫秒量級(0.1-1ms)，根源在于其不可屏蔽中斷(NMI)處理機制存在設計局限。
中斷延遲測試代碼：
// ROTS中斷響應測試（VxWorks示例）
void intHandler() {
timestamp = tickGet(); // 獲取精確時鐘計數
}
// 典型結果：< 1μs抖動
// Linux實時性測試（cyclictest工具核心邏輯）
clock_nanosleep(CLOCK_MONOTONIC, TIMER_ABSTIME, &next, NULL);
latency = (now - next) / 1000; // 單位納秒轉微秒
// PREEMPT_RT下仍存在10-50μs抖動
調度機制的差異直接決定實時性能。ROTS實現全搶占式優先級調度，支持256+優先級層級，任務切換時間壓縮至亞微秒級(<1μs)，并通過優先級繼承協議消除優先級反轉風險。Linux的CFS調度器基于虛擬時間片分配資源，默認最小時間片為1ms，實時任務(SCHED_FIFO/RR)仍受非實時子系統(如文件系統、網絡棧)的干擾。
資源管理模型凸顯系統哲學。ROTS通過時間分區保護(如ARINC 653標準)為關鍵任務分配專屬CPU時間窗和內存空間，確保在最壞情況下仍滿足時限要求。Linux依賴Cgroups實現資源隔離，但無法保證精確時間配額，其內存管理引入的頁錯誤可能導致數百微秒延遲，這在實時控制系統中不可接受。
應用場景因此形成天然邊界。ROTS主導汽車ECU(發動機點火控制響應<100μs)、工業PLC(運動控制周期≤250μs)、航空電傳系統(DO-178C認證強制要求)等硬實時領域。Linux則適用于車載信息娛樂系統(觸控響應500ms可接受)、工業HMI界面、云基礎設施等軟實時或非實時場景。
值得注意的是技術融合趨勢：Xenomai雙內核架構通過Cobalt微內核處理實時任務(域間通信延遲<15μs)，Linux域承擔非實時功能，已在機械臂控制等場景實現90%硬實時需求。但航空電子等安全關鍵領域仍要求獨立ROTS，因其具備形式化驗證能力(如seL4微內核的數學證明)，這是當前Linux實時擴展尚未突破的領域。