导读：
随着信息技术的迅速发展，嵌入式系统已由传统的单一功能控制器演进为支撑物联网、工业互联网、智能汽车和消费电子等领域的核心计算平台。嵌入式操作系统(Embedded Operating System, EOS)作为嵌入式设备的基础软件，在资源调度、安全隔离和智能协同方面发挥着关键作用，其性能、可靠性与安全性直接影响系统的实时性、能效与可信度。文章系统梳理了嵌入式操作系统的研究现状与发展趋势。从安全架构、漏洞防御、模糊测试、形式化验证等方面总结了国内外在嵌入式系统安全技术方面的主要进展；从调度优化、能效管理、内存与缓存协同设计等角度分析了性能优化的关键技术；在文件系统层面，归纳了面向资源受限设备的高效文件管理与闪存优化方案；最后，从智能化、泛在化及基于Rust语言的安全可扩展方向，探讨了嵌入式操作系统未来的发展趋势。研究表明，嵌入式操作系统正由传统的"轻量与实时"逐步迈向"安全、智能与泛在"的新阶段，成为万物互联时代的关键基础软件。
作者信息：
张 润, 夏 晨, 陈咸彰：重庆大学计算机学院，重庆
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近年来，嵌入式操作系统发展出了安全关键嵌入式操作系统、物联网嵌入式操作系统、智能嵌入式操作系统和泛在嵌入式操作系统等类型。图1展示了嵌入式操作系统的四大分类及其代表性系统的发展时间线。
从系统安全架构与机制、安全管理机制、漏洞模糊测试、安全检测与验证等方面，本文对近年来国内外关于嵌入式操作系统信息安全的研究进行了分类总结，如图2所示。
嵌入式系统由于资源受限、能耗敏感与实时性要求高，其调度机制需在性能、功耗与任务时限之间实现最优平衡。针对这一需求，研究者提出了多种资源与任务协同优化策略，如图3所示。
嵌入式设备具有存储资源受限、计算能力有限、成本敏感等特点，导致嵌入式系统在文件系统设计方面面临重大挑战。现有研究从空间管理粒度与元数据精简、数据结构与页分配优化、压缩/缓存以抑制读写放大、以及高效垃圾回收策略等方向展开，如图4所示。
发展趋势
人机物融合智能泛在操作系统持续发展 **：**梅宏院士等探讨了面向人机物融合泛在计算的泛在操作系统，认为泛在操作系统是操作系统发展的新蓝海。
AI 原生嵌入式操作系统 **：**学术界着重研究高效、轻量化的智能嵌入式操作系统。
Rust 成为热门内核开发语言 **：**Rust语言凭借其内存安全和类型安全的特性，逐渐成为嵌入式操作系统开发的热点工具。
随着Rust-for-Linux项目成熟及产业生态完善，Rust有望成为下一代操作系统内核的主流开发语言。未来的发展重点将聚焦于工具链完备性、实时性优化及与C/C++生态的无缝互操作。同时，Rust在安全物联网、车载控制系统及国防级实时系统中的应用将进一步扩展，形成安全可信且高性能的系统开发新范式。
未来的嵌入式操作系统将面临更加复杂的应用场景与更高的性能要求，不仅要保障系统的实时性与稳定性，还需应对多样化的安全威胁与资源受限的挑战。因此，发展具备自适应能力、智能协同机制与高可信保障的新型嵌入式操作系统，将是学术界与产业界共同努力的方向。
嵌入式操作系统的发展不仅是技术演进的体现，更是推动数字社会、智能产业和绿色计算的重要力量。随着新架构、新语言和新模型的不断涌现，嵌入式操作系统将在万物互联时代扮演更加核心的角色，助力构建更加安全、智能与可持续的计算生态。
文献综述详见原文。
基金项目：
国家自然科学基金面上项目(62372073)
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