首先硬实时系统不是硬实时操作系统，
硬实时系统描叙的是一个结果，而硬实时操作系统纯粹是软件。
硬实时系统本质是确定性，100%的确定性，任务在某个条件下开始，多长时间执行完，都必须100%确定，例如继电器控制逻辑。
实际上没有所谓的软实时，软实时的概念在不同的人和不同的环境，其意义不一样，例如3D射击游戏，它的实时就是人眼不能感到有明显抖动，而在控制行业，软实时系统要求是尽可能的达标，达不到标准也没有太大关系（不会有设备损坏，人员安全，功能没有完成），这样说来，任何系统都可以是软实时，软实时本质就是几率，例如，达到1us的响应有99%的，达到1ms的响应有99.9%的几率，可以认为window也是软实时系统。
硬实时操作系统的很多特点（抢占任务调度，优先级等），都是为了实现确定性而提供的实现手段，实时操作系统只是提供了一种方便实现实时系统的平台可能性（裸机也可以达到）
而要保证系统硬实时，要
1）足够强大的硬件平台，也就是是输入、处理、输出都是确定性的，性能是满足的
2）任务的划分是合理的，要确保硬实时任务的确定性，例如最高硬实时任务是最高优先级
如果没有上面2点，无论怎样单片机还是操作系统都不能达到硬实时的效果。这里有一个优秀的51实时系统RTX51原理分析与移植大家可参考下：http://www.51hei.com/mcu/254.html
单片机裸机是否可以实现硬实时？
单片机裸机当然可以实现硬实时，而且单片机裸机是响应最快、最确定性、开发最简单直接的硬实时系统开发平台，单片机裸机的缺点是系统大了之后，会导致开发任务过大，任务间通讯工作量大，任务只能简单的轮询，没有优先级概念，如果系统任务划分简单，没有太多的外部依赖，完全可以采用单片机做硬实时系统。
何时使用实时操作系统？
系统复杂度比较大，有很多的任务，而且任务可能是不同的人在开发，任务间有较多的通讯，操作系统或者第三方提供很多的库，不必从头开发。
实时系统和嵌入式有关系么？
根本是不同的概念，实时系统着重在确定性，嵌入式着重在系统的体积
硬实时系统是否一定是通过软件系统实现？
硬实时系统实现方式很多种，机械方式，继电器方式，FPGA方式，单片机方式，操作系统方式，很多的实现方式运行时根本没有软件
系统的好坏，首先是总体设计，在基于了解业务的基础上才能做出好的设计，如果，业务都不了解，就关注在实现手段上，就舍本逐末了。
如果了解了业务，可以比较好的划分任务，例如，将人机交互任务放置在普通的PC机上，将控制任务或者对时间要求高的任务放置在下位机上（PCI板子或者通讯连接的外部板子），这样即使是很搓的系统，其结果组合起来也是相当好的。
至于具体实时系统的实现，类型太多，对于大部分系统，只要了解即可，对于很核心的几个系统，其类型分别为
硬件级别的FPGA
单片机级别的
强实时系统级别的，UCOS，VXWORKS，RTAI
弱实时系统级别的，wince
另外一个系统，肯定有实时的部分和非实时部分，所以实际系统并不一定要全部是实时的，如果上下位机或者双内核系统，就比较符合实际的情况
即使在usos中，界面部分一般也是非实时任务
对于方案的选择，其实大部分是在和工作量和复杂度做斗争，
如果在PC机上，由于微软和其他厂商提供的现成的东西，所以无需自底开发，除非，自己做了自己的板子，需要写驱动。
而对于SOC，由于开发商提供的东西并不多，大部分都是都是数据手册，然后开发工具基本就是编译器和烧写器，所以对其的开发基本要自底开始，首先要会底，然后才可以考虑操作系统、协议栈移植等问题。对于单片机提供商提供的api封装，用户最好自己验证，可能有错误。
PC机扩展方式多种，PCI，USB，以太网等等，根据需要而定
window做实时控制缺点
包袱太重，系统任务基本是不能定制的，
这些任务可能会导致系统资源的消耗的不确定性
系统不能裁剪，大小不能定制
内核不开发，系统接口不开放，除了问题无法定位
虽然有缺点但还是可以通过一些方法来补救的，
方法详见我的另一篇文章“如何提高window实时性能”
linux做实时控制基本没有上面缺点,
但是相对ucos，这些操作系统还是包袱过重，做简单控制要熟悉的上下文太多，工控机系统适合做大数据处理、复杂耦合处理、人机操作复杂、原型试验性质、对体积不敏感的东西