嵌入式系统被广泛用于生产，经济，生活等各个领域。在关系国家安全，人身财产安全的关键领域，对嵌入式系统的实时性和安全性有更高的要求。嵌入式操作系统作为软件核心，是嵌入式系统实时性和安全性的基础。本文对嵌入式操作系统的实时性和安全性进行研究。在实时性的研究中，分析了影响实时性的要素。然后集中研究影响实时性的核心因素：实时调度算法。在对实时调度算法的可调度分析研究中，提出了一个可调度分析的模型框架，用于保证系统的实时性。在安全性的研究中，主要对访问控制技术进行了研究。本文的主要的工作如下：1.对影响实时性的因素进行研究分析，剖析了实时性的内涵，分析了影响系统实时性的内外部因素，重点分析了不同的实时调度算法对于实时性的影响。2.对实时调度算法进行研究，重点研究了RM调度算法，在开源嵌入式操作系统FreeRTOS上实现了RM算法的调度器，使FreeRTOS能有效调度周期任务，提高了FreeRTOS的实时调度能力。3.研究了基于模型检验的可调度分析技术，基于请求-应答机制提出了一个可调度分析模型框架，用于对系统快速建模，进行可调度分析。在模型框架的基础上，实现了对RM算法和EDF算法的可调度分析。与其他的模型框架相比，本文提出的模型框架可以描述更多的调度细节，且有较好的性能。4.研究了现有的访问控制技术，在FreeRTOS上设计实现了一个访问控制框架，基于此框架，可以在FreeRTOS上实现不同的访问控制策略，提高FreeRTOS的安全性。