Найнижчим рівнем B-Free OS є мікроядро, побудоване відповідно до промислового японського стандарту вбудованих систем µITRON 3.0. Ядро розташоване в директорії b-free/Program/btron-pc/kernel/ITRON/ та адаптовано для процесорів архітектури x86 (i386).
Ядро µITRON відповідає за виконання низькорівневих системних операцій у реальному часі, керування пам'яттю та перемикання завдань (tasks). Воно не містить графічної оболонки або файлових систем; ці елементи реалізуються як користувацькі процеси (сервери) на вищих рівнях.
Кожне завдання в системі представляє собою окремий потік виконання з власним контекстом та стеком. Ядро підтримує витісняючу багатозадачність на основі пріоритетів. Основні системні виклики керування завданнями:
cre_tsk (Create Task) — Створення нового завдання.sta_tsk (Start Task) — Запуск виконання створеного завдання.ext_tsk (Exit Task) — Завершення поточного завдання.slp_tsk (Sleep Task) — Переведення завдання у стан сну.wup_tsk (Wakeup Task) — Пробудження завдання зі стану сну.Для обміну даними та синхронізації завдань реалізовано механізми семафорів, поштових скриньок та прапорців подій:
cre_sem, sig_sem, wai_sem для захисту критичних секцій.cre_flg, set_flg, wai_flg для синхронізації за подіями.cre_mbx, snd_msg, rcv_msg для передачі повідомлень між завданнями.Апаратно-залежний код для архітектури i386 міститься в директорії ITRON/i386/.
Ядро ініціалізує таблицю глобальних дескрипторів (GDT), таблицю дескрипторів переривань (IDT) таTask State Segment (TSS). При виникненні апаратних переривань або системних викликів процесор переходить у захищений режим ядра, де виконується збереження регістрів поточного завдання у його стек і завантаження контексту іншого завдання, призначеного планувальником ядра.
Низькорівневий асемблерний код перемикання контексту реалізовано у файлі entry.S або аналогічних апаратно-залежних модулях для IBM PC та архітектури PC9801.