Die größte Herausforderung bei der Einhaltung von Echtzeitfristen besteht darin, dass das Betriebssystem in der Lage sein muss, die für die Ausführung eines bestimmten Vorgangs erforderliche Zeit zuverlässig vorherzusagen. Dies ist schwierig, da viele Faktoren die Leistung des Betriebssystems beeinflussen können, beispielsweise die Hardwareplattform, die anderen auf dem System ausgeführten Aufgaben und die verfügbare Speichermenge.
Um Echtzeitfristen einzuhalten, müssen RTOS verschiedene Planungsalgorithmen und -techniken verwenden, um sicherzustellen, dass die wichtigsten Aufgaben zuerst ausgeführt werden und alle Aufgaben innerhalb ihrer Zeitvorgaben abgeschlossen werden. Zu diesen Planungsalgorithmen und -techniken gehören prioritätsbasierte Planung, ratenmonotone Planung und EDF-Planung (Early Deadline First).
RTOS müssen außerdem sorgfältig entworfen werden, um die Latenz zu minimieren, also die Zeit zwischen dem Eintreten eines Ereignisses und der Reaktion des Betriebssystems darauf. Dies kann durch den Einsatz verschiedener Techniken wie Interrupt-Handling, DMA und präemptives Multitasking erreicht werden.
Schließlich müssen RTOS auch hocheffizient sein, um Echtzeitfristen einzuhalten. Das heißt, sie müssen so konzipiert sein, dass sie möglichst wenig Ressourcen verbrauchen, und sie müssen sorgfältig abgestimmt sein, um sicherzustellen, dass sie so schnell wie möglich sind.
Insgesamt ist das Schreiben eines Betriebssystems für eine Echtzeitumgebung eine herausfordernde Aufgabe, die ein tiefes Verständnis der zugrunde liegenden Hardwareplattform, der in RTOSs verwendeten Planungsalgorithmen und -techniken sowie der Techniken zur Minimierung der Latenz und Verbesserung der Effizienz erfordert.