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一、引言

在现代工业自动化、机器人技术、医疗设备以及航空航天等领域，对于操作系统的实时性和可靠性要求愈发严苛。工业实时操作系统（RTOS）应运而生，成为满足这些高精度、高稳定性需求的关键技术。RTOS不仅能够确保关键任务在严格的时间约束内高效执行，还能在复杂恶劣的工业环境中保持系统的稳定运行，为工业生产的高效与安全提供坚实保障。

二、RTOS的核心特性

1. 实时性

实时性是RTOS最为关键的特性之一。它确保系统能够在确定的时间范围内响应外部事件并完成相应任务。这种确定性对于工业控制过程中的闭环反馈控制、机器人运动控制以及医疗设备的生命体征监测等场景至关重要。例如，在汽车发动机的电控单元中，RTOS需要在微秒级的时间内对传感器信号做出响应，以精确控制燃油喷射和点火时刻，保证发动机的性能和排放指标。

2. 高可靠性

工业环境往往面临着电磁干扰、温度变化、振动冲击等多种不利因素，RTOS必须具备极高的可靠性以应对这些挑战。其可靠性体现在系统的稳定性、容错能力和故障恢复机制等方面。通过采用冗余设计、错误检测与纠正算法以及看门狗定时器等技术，RTOS能够在出现故障时迅速进行自我修复或切换到安全模式，避免系统崩溃或数据丢失，从而保障工业生产的连续性和安全性。

3. 高效的任务调度

RTOS具备高效的任务调度机制，能够根据任务的优先级和时间约束合理分配系统资源。常见的调度算法包括固定优先级调度（如Rate Monotonic Scheduling, RMS和Earliest Deadline First, EDF）等。这些算法确保高优先级、时间紧迫的任务能够优先获得处理器资源，及时执行并完成。例如，在工业自动化生产线的控制系统中，涉及紧急停机、安全监测等高优先级任务需要在极短的时间内得到响应和处理，而RTOS的任务调度机制能够有效满足这一需求。

4. 资源管理与优化

RTOS对系统资源（如内存、处理器时间、I/O设备等）进行精细的管理和优化。通过内存分区管理、优先级继承机制以及资源锁定策略等技术，RTOS能够防止资源竞争和死锁现象的发生，提高资源的利用率和系统的整体性能。例如，在多任务并发执行的工业控制系统中，RTOS能够合理分配内存空间，避免不同任务之间的内存冲突，同时优化处理器时间的分配，确保各个任务能够高效运行。

三、RTOS的关键技术

1. 时钟管理

时钟是实时操作系统的脉搏与心跳，其粒度大小及准确性同时影响任务响应的及时性和整个系统的效率。时钟管理主要功能包括时间管理、定时管理、进程账务管理、负载管理等，时钟中断机制驱动着操作系统中的时间与定时器，是系统中与时间相关所有操作的基础。

2. 内核设计

RTOS的内核设计通常采用微内核或宏内核架构。微内核架构将操作系统的核心服务分解为多个独立的组件，运行在用户态，具有高可扩展性和可维护性；宏内核架构则将所有核心服务集成在一个单一的内核中，运行在内核态，具有较高的执行效率和实时性。

3. 通信机制

在多任务并发执行的环境中，RTOS需要提供高效的进程间通信机制，如消息队列、信号量、共享内存等，以实现任务之间的数据交换和同步。

四、RTOS的应用领域

1. 工业自动化

在工业自动化领域，RTOS被广泛应用于可编程逻辑（PLC）、分布式控制系统（DCS）以及工业机器人等设备中。通过提供高实时性、高可靠性的操作系统平台，RTOS能够实现对生产过程的精确控制和优化调度，提高生产效率、产品质量和设备利用率。例如，在化工生产过程中，基于RTOS的控制系统能够实时监测反应釜的温度、压力等参数，并根据预设的控制策略及时调整加热、搅拌等操作，确保生产过程的安全和稳定。

2. 航空航天

在航空航天领域，RTOS用于飞行控制系统、卫星控制系统、航空电子设备等关键系统中。这些系统对实时性和可靠性要求极高，RTOS能够确保在复杂的飞行环境和空间环境中，各项任务能够按时、准确地执行，保障飞行安全和任务成功。

3. 医疗设备

在医疗设备中，如心肺复苏设备、机、手术机器人等，RTOS的应用能够确保设备对患者生命体征的实时监测和精确控制，提高医疗设备的安全性和可靠性，保障患者的生命安全。

五、RTOS的发展趋势

1. 轻量化趋势

随着RTOS应用更加广泛和深入，系统规模及复杂程度显著增加，为系统灵活性、可靠性、可维护性以及硬件要求等各方面带来挑战，要求RTOS以更精简的结构实现更多的功能集合。同时，用户对RTOS的可裁剪性需求更加显著，通过构件的“即插即用”，实现基于硬件环境和应用环境的灵活裁剪和配置，从而降低硬件开销，提升系统运行效率及可靠性。

2. 虚拟化趋势

虚拟化技术在RTOS中的应用逐渐增多，通过在单个硬件平台上运行多个RTOS实例或RTOS与通用操作系统共存，实现资源的高效利用和系统的灵活性。例如，在工业自动化系统中，可以利用虚拟化技术将不同功能的安全关键任务和非安全关键任务分别部署在不同的虚拟机中，提高系统的安全性和可靠性。

3. 跨平台支持

为了满足不同硬件架构和应用场景的需求，RTOS需要具备良好的跨平台支持能力。这包括对多种处理器架构（如ARM、x86、RISC-V等）的支持，以及对不同硬件平台的适配和优化。

望获实时Linux系统是国科环宇自主研发的宏内核实时操作系统，具备强实时、高可靠、高安全、智能化、兼容性强和国产生态的特性。不同于传统的微内核实时操作系统，望获实时Linux系统作为新一代工业实时操作系统，完整兼容Linux生态环境，同时提供行业智能化组件，助力客户快速完成行业解决方案的构建。该系统通过内核级的实时补丁（如PREEMPT_RT补丁）对Linux内核进行深度优化，实现了微秒级的中断响应和任务调度延迟，适用于工业控制、汽车电子等对实时性有高要求的应用场景。

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七、结论

工业实时操作系统作为现代工业控制和自动化领域的核心基础软件，其性能和可靠性直接关系到工业生产的效率、质量和安全性。随着工业4.0和智能制造的推进，RTOS在工业领域的应用将更加广泛和深入。未来，RTOS将朝着轻量化、虚拟化、跨平台等方向发展，以满足日益复杂的工业应用场景对实时性和可靠性的更高要求。同时，国产RTOS如望获实时Linux系统的不断发展壮大，将为我国工业信息化建设提供更加自主可控、安全可靠的技术支撑，推动我国从工业大国向工业强国迈进。

2025第五届国防科技工业数智化应用发展大会暨展览会 为深入贯彻关于促进数字经济和实体经济融合发展的重要指示精神，激发数智化发展动力，促进国防科技工业数字化、智能化创新与升级，中国和平利用军工技术协会拟于2025年5月28-30日在北京举办“第五届国防科技工业数智化应用发展大会暨展览会”，现将有关事项通知如下: 一、时间、地点 时间:2025年5月28-30日 地点:北京 二、大会主题 数智赋能蝶变升级 三、大会主要内容 大会将围绕国防科技工业数智化应用发展，汇聚行业主管部门领导、领域专家、企业代表，聚合产业链上下游，度、多层级、全方位探讨推动国防科技工业数智化转型新模式、新路径，分享实践经验，促进军地协同创新，推动技术融合发展。 四、往届回顾 大会已经成功举办四届，参会人数累计达2500余人，展览展示企业400余家。其中来自航空、航天、船舶、兵器、电子、核工业、中物院等军工单位代表1000余人。大会紧扣数智化时代脉搏，汇聚军地行业专家和业界精英同台论“数”，赋能国防科技工业高质量发展。 五、大会安排 大会安排有展览展示、专题活动、高端商务晚宴等，并设冠名、协办等赞助形式，有意愿赞助合作的单位，请与会务组联系。 会议有关事项说明 一、组织机构 主办单位：中国和平利用军工技术协会 支持单位：中国核工业集团有限公司 中国航天科技集团有限公司 中国航天科工集团有限公司 中国航空工业集团有限公司 中国船舶集团有限公司 中国兵器工业集团有限公司 中国兵器装备集团有限公司 中国电子科技集团有限公司 中国航空发动机集团有限公司 中国电子信息产业集团有限公司 中国工程物理研究院 协办单位：中国高科技产业化研究会军民两用技术创新工作委员会 承办单位：军民互动（北京）咨询服务中心 二、会议内容 （一）主会场 邀请将军、院士及军工领域专家等，围绕军事智能化发展规律和趋势、军工数字化应用新场景、军工数字化转型难点和焦点等，通过主题报告、对话交流、专题路演、互动答疑等方式，展望数字化发展趋势，共话国防工业数字化愿景！ 1、复杂多变的国际形势对我国国防装备市场的影响。 2、数智技术应用及交叉融合对国防装备迭代升级的影响。 3、数字军工中的网络安全与防护策略。 4、大数据分析在国防科技工业中的价值。 5、多规格、小批量、定制化的散型制造企业数智化转型发展新思路。 6、数字化转型中大模型应用与算力优化配置。 7、人工智能、无人系统、智能装备在国防领域中的应用。 8、新基建时代军工工业控制系统网络安全面临的挑战。 9、军工供应链管理、智能制造和工业物联网的跨界融合新趋势。 10、智能检测技术与装备在军工智造领域的应用与前景展望。 11、精密加工、3D打印增材制造等智造技术在国防领域创新应用。 12、大模型时代下自主无人系统的发展机遇和安全挑战。 13、数字孪生、虚拟仿真技术在国防科技工业领域的实时模拟与优化应用。 （二）武器装备市场准入资质专场 解读承担军品任务和军工配套任务的必备资质及相关政策，明晰认证资质的申办途径和技巧，现场接受企业申办咨询、申请，助力企业实现军工资质从“0”到“1”的突破！ （三）军地项目对接专场（闭门会议，仅限特邀代表参与） 军地项目对接闭门会议将邀请航空、航天、兵器、船舶、电子等军工院所相关领导专家出席，与参会企业面对面交流，探寻合作契机。 （四）国防工业认可委员会（DIAC）实验室专场 国防科技工业实验室认可是提升国防科技工业实验室技术能力和管理水平，增强军工科研生产保障能力，适应国防现代化建设发展的重要举措，是国家实验室认可工作的重要组成部分，目的是促进军工实验室为国民经济服务，吸收先进的民用实验室参与国防建设。 活动将详解国防工业认可委员会（DIAC）实验室申请认可受理流程及填报要点，审核基础知识、内审组织与策划、内审流程及实施技巧，实验室认可现场评审常见问题及分享迎接评审的经验，促进DIAC实验室质量管理水平和质量技术能力的提升。 （五）展览展示 为满足相关军工单位、企业的技术产品推介展示需要，更好地帮助其提高知名度、扩大影响力、拓展优质资源，有效地推广新技术新产品，大会根据场地的情况特别设置了展览展示区域，为参展企业提供全方位互动交流平台，展台数量有限，额满即止。 （六）军地互动晚宴（仅限受邀代表） 本次大会将设立高端商务晚宴，与会领导专家、军工院所代表与民企代表共襄盛会，寻求合作共赢的商机！诚邀实力企业冠名赞助。 三、专题活动 大会将安排具有鲜明特色的新技术、新产品企业，开展定制化的专题交流活动，助力企业扩大军工领域影响力，拓展军工领域市场，树立企业品牌形象。 申请方式：申请单位于2025年4月30日前填写《第五届国防科技工业数智化应用发展大会暨展览会专题活动申请表》，并将申请表发送至邮箱：2498086823@qq.com，组会将对申报材料进行审核。 四、参会人员 国家有关部委、地方政府，军工集团及成员单位，军队装备及科研采购部门，各地区军事代表、高等院校、高新技术经济开发区、产业园区/基地、行业协会、投资机构、数字化服务商、民口高端智造企业，有意参与国防建设、开拓军品市场的企业高层等。 五、报名联系 联系人：杨老师

12月5日，联想开天携手飞腾正式发布联想开天M90f G1s AI PC元启版，该产品搭载飞腾最新一代桌面CPU 飞腾腾锐D3000 ，是飞腾平台首款内置大模型的AI PC产品。联想开天科技有限公司CEO李高强、联想开天产品中心总经理曹先念、飞腾公司首席科学家窦强、飞腾公司副总经理郭御风等领导出席发布仪式并剪彩。

五大特性，强化AI特色

2024年堪称AI PC发展元年，今年年初，生成式人工智能模型“Sora”引发全球轰动，推进了AI技术在个人PC领域的广泛应用和普及。市场调研机构Gartner预测，今年全年AI PC全球出货将达到4300万台，预计2025年将达到1.14亿台，在PC类产品中占比攀升至43%。

联想开天基于飞腾CPU打造的AI PC新产品，整体性能大幅跃升。该产品首次在信创行业采用全新一代DDR5内存，数据处理速度大幅提升。基于业界创新的 AI GPU 加速架构，该款产品能够轻松应对用户的各类办公场景和智能设备交互需求。

此次发布的 AI PC产品，具有五大特性，包括内嵌个模型与自然交互的个人智能体、内嵌个人知识库、本地(CPU/GPU/NPU)异构AI算力、开放的AI应用生态以及保障个人隐私及数据安全。

作为五大特性之首，此次发布的 AI PC配备了个人智能体——联想小天。基于内置本地大模型驱动，联想小天能够与用户在工作学习等多个场景以自然语言交互，既可以使用本地大模型和算力进行推理回答问题，同时依靠产品的强大算力和防护能力，为用户提供“更懂你、更便捷、更安全”的AI 体验。

四大优势，打造智能好用AI PC

联想开天与飞腾、麒麟紧密协作，针对AI PC的架构和应用场景，打造国产化混合算力架构，聚焦四大优势打造智能好用的AI PC产品，通过极致的算力支撑和灵活调度，确保智慧场景计算无忧，运行流畅。

十亿级大模型本地部署，结合异构AI加速架构，帮助您更好的管理和使用设备;

建立安全可靠的本地知识库，并结合本地模型快速进行内容的提炼和总结;

简单快捷的操作系统交互，打造更懂信创设备和信创用户的智能体;

搭建丰富开放的AI应用生态，提供更多 AI 场景化能力。

联想开天作为信创IT设备领军品牌，在信创领域具有世界级的软硬件适配体系和能力储备、业界顶尖的产品研发及创新能力，能够提供PC、服务器、存储等全栈信创产品、体系化的信创解决方案以及成熟的品控、产能、售后服务。目前，联想开天PC出货量已经连续12个季度保持行业领先。

D3000“助攻”AI PC

为联想开天AI PC元启版提供核心算力支撑的，是飞腾新一代高效能桌面CPU飞腾腾锐D3000。该CPU集成了8个飞腾自主研发的新一代FTC862高性能处理器内核，主频可达2.5GHz，是目前国内性能最强的ARM架构桌面CPU。该产品性能较上一代有大幅提升，能够兼顾桌面终端、云终端、一体机等不同的应用场景需求，同时集成了丰富的接口，支持飞腾自主定义的处理器安全架构规范PSPA2.0，能够满足更加复杂应用环境下用户对于性能和安全可信的需求。

接下来，飞腾将携手联想开天等合作伙伴，持续深化合作，打造更多好用易用的产品，共建国产AI 生态圈，推动国产AI持续落地应用，赋能千行百业。

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