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在軟件實時實現上，只需一個CPU，系統簡單，成本低，但必須有一個實時操作系統。實時系統根據其響應的時間可分為硬實時（Hard real time，小于100微秒），嚴格實時（Firm real time小于1毫秒）和軟實時（Soft real time，毫秒級），數控系統內核要求硬實時。現有兩種方式：一種是采用單獨實時操作系統如QNX，Lynx，VxWorks和WindowsCE等，這類實時操作系統比較小，對硬件的要求低，但其功能相對Windows等較弱。如美國Clesmen大學采用QNX研究的Qmotor系統；另一種是在標準的商用操作系統上加上實時內核，如WindowsNT加VenturCOM公司的RTX和Linux加RTLinux等。這種組合形式既滿足了實時性要求，又具有商用系統的強大功能。LINUX系統具有豐富的應用軟件和開發工具，便于與其他系統實現通訊和數據共享，可靠性比Windows系統高，LINUX系統可以三年不關機，這在工業控制中是至關重要的。目前制造系統在WINDOWS下的應用軟件比較多，為解決Windows應用軟件的使用，可以通過網絡連接前端PC擴展運行WINDOWS應用軟件，既保證了系統的可靠性又達到了已有軟件資源的應用。WindowsNT+RTX組合的應用較成功的有美國的OpenCNC和德國的PA公司（自己開發的實時內核），這兩家公司均有產品推出，另外SIMENS公司的SINUMERIK® 840Di也是一種采用NT操作系統的單CPU的軟件化數控系統。Linux和RTLinux是源代碼開放的免費操作系統，發展迅猛，是我國力主發展的方向。

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