В родительском потоке создаю поток предка. Убиваю родителя (kill PID), потомок тоже умирает.
Мне нужно знать почему потомки не продолжают работать?

Чтобы память освобождалась, делаю потомку detach.

Т.е. всё работает как надо, но объяснить не могу.

fork только создает процесс с того же места (раздваивается),
а функции семейства еxec уже запускают указанную задачу.
Посмотрите под башем командами
ps
ps -l
какие процессы крутятся до и после.
Процессы закрутите и снимайте их
kill номер процесса.
Все прояснится.
PS. Только сейчас увидел "uCLinux". Про него я не в курсе.

uClinux. работаю с библиотекой pthread.

похоже что сигнал (от kill) посылается и потомку - перхватывать SIGTERM/SIGINT в потомке не пробовали ?

может быть.
не стал разбираться, сделал всё по чесноку - убиенный родитель (kill -15 PID)
делает pthread_cancel всем потомкам. потомки в свою очередь detach'ены.
родитель дожидается от каждого самописный my_pthread_join.
тем самым ресурсы при любом раскладе (потомки завершаются штатно или принудительно) остаются в полном порядке.