Linux操作系统具有代码开源、易于移植等优点，在嵌入式数控系统中得到了广泛应用。本文针对Linux操作系统本身实时性不高、应用针对性强等特点，对Linux实时操作系统的定制及关键设备驱动技术进了研究开发。论文的主要研究内容有：研究了Linux+Xenomai实时Linux操作系统架构及工作原理，和RTDM实时驱动模型。针对ARM+FGA硬件平台，定制了通用Bootloader U-Boot、Linux-2.6.33内核和yaffs文件系统。通过对内核的定制，使内核支持yaffs格式的文件系统，使用MTD技术，定制NAND Flash分区。分析了Xenomai工作原理，采用Linux+Xenomai的架构对Linux操作系统进行实时化定制。根据系统需求，基于Linux实时操作系统及U-Boot相关技术，定制启动logo及系统软件的自动化下载工具。研究了基于ARM的Linux操作系统设备地址分区及Linux设备驱动开发方法，分析了设备驱动中ioctl系统调用原型，基于RTDM模型开发运动控制子系统设备驱动，为实时任务控制轴、I/O、模拟量等寄存器开发了接口函数。研究了人机交互接口LCD屏工作原理及驱动框架，开发LCD控制器驱动程序，使系统支持8寸以下LCD屏。以本文设计的硬件平台为测试环境，基于ioctl系统调用编写实时任务周期函数，对系统实时性能、运动控制子系统伺服轴、I/O、模拟量等接口等进行了测试。测试结果表明达到了设计要求。