实时操作系统(Real-time Operating System，RTOS)是基于可剥夺式的CPU调度方式，以其实时性强，可靠性好，移植性方便，安全性能好等优点，被广泛运用在航空航天、工业控制，汽车电子和核电站建设等众多领域。本文针对实时操作系统内核结构、μC/OS-Ⅱ的任务管理和任务调度等理论技术做了较详细的剖析；针对实时操作系统中栈空间管理、中断管理等关键技术进行了深入的研究并实现了硬件化设计。　　 首先，本文深入探讨了实时操作系统的系统特点和体系结构，在此基础上，分析了开源的嵌入式系统μC/OS-Ⅱ，从内核结构上阐述了μC/OS-Ⅱ的任务管理的方法，任务调度的执行方式，由此得出任务管理是通过任务控制块来连接整个系统。　　 其次，对目前的几种典型的RTOS进入了深入研究，发现随着系统功能的完善，RTOS不得不与更多的外围设备交互，任务管理和任务调度会变得更加复杂，实时性和可靠性得不到满足。针对实时性问题，提出将内核硬件化设计的思想，将系统的体系结构划分为软核和硬核，硬核作为协处理器管理应用任务，提高系统的实时性，使系统的性能得到明显的提高。　　 以μC/OS-Ⅱ为研究对象，针对任务栈空间浪费，造成RAM不足的情况的问题，提出一种改进的任务栈空间管理方法，将任务栈空间划分为任务栈和中断嵌套栈。根据划分的结构，实现了基于FPGA(Field-programmable Gate Array，现场可编程门阵列)平台栈空间管理的硬件化设计，实现任务栈空间的硬件化管理。研究表明采用该方法有效解决了内存空间的问题，同时使中断切换的频率减少，提高了处理器的执行效率。　　 最后，在分析μC/OS-Ⅱ系统中断管理时，发现CPU需要频繁扫描时钟节拍中断服务子程序。为了减少CPU的压力，设计了基于FPGA的中断管理系统，在中断管理系统中划分了中断源管理模块，中断向量管理模块，时钟节拍中断管理模块并对各模块硬件化实现。通过对仿真图的结果分析，中断管理硬件化实现可以有效节约了CPU的资源，提高了处理器的执行效率。