Ein Echtzeitbetriebssystem oder auch RTOS (real-time operating system) ist ein Betriebssystem mit zusätzlichen Echtzeit-Funktionen für die Einhaltung von Zeitbedingungen und die Vorhersagbarkeit des Prozessverhaltens.
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Diese Architektur basiert darauf, dass der eigentliche Betriebssystemkern als Task mit niedrigster Priorität laufen gelassen wird und der Echtzeit-Kernel das Scheduling übernimmt. Dabei besitzen die Echtzeit-Prozesse die höchste Priorität. Das bringt minimale Latenzzeiten mit sich.
Ähnlich dem Micro-Kernel-Ansatz, jedoch besteht hier die Möglichkeit, neben dem eigentlichen Echtzeit-Kernel eine beliebige Anzahl anderer Betriebssystem-Kernel laufen zu lassen.