Hovedutfordringen med å overholde tidsfrister i sanntid er at operativsystemet må være i stand til pålitelig å forutsi tiden som kreves for å utføre en gitt operasjon. Dette er vanskelig fordi det er mange faktorer som kan påvirke ytelsen til operativsystemet, for eksempel maskinvareplattformen, de andre oppgavene som kjører på systemet og mengden tilgjengelig minne.
For å overholde tidsfrister i sanntid, må RTOS-er bruke en rekke planleggingsalgoritmer og teknikker for å sikre at de viktigste oppgavene blir utført først og at alle oppgavene fullføres innenfor deres tidsbegrensninger. Disse planleggingsalgoritmene og teknikkene inkluderer prioritetsbasert planlegging, rate-monotonisk planlegging og tidligste deadline first (EDF) planlegging.
RTOS-er må også være nøye utformet for å minimere latens, som er tiden mellom når en hendelse inntreffer og når operativsystemet reagerer på den. Dette kan oppnås ved å bruke en rekke teknikker, for eksempel avbruddshåndtering, DMA og forebyggende multitasking.
Til slutt må RTOS-er også være svært effektive for å overholde tidsfrister i sanntid. Det betyr at de må utformes for å bruke så få ressurser som mulig, og de må være nøye innstilt for å sikre at de er så raske som mulig.
Totalt sett er det å skrive et operativsystem for sanntidsmiljø en utfordrende oppgave som krever en dyp forståelse av den underliggende maskinvareplattformen, planleggingsalgoritmene og teknikkene som brukes i RTOS-er, og teknikkene for å minimere latens og forbedre effektiviteten.