关于双核架构嵌入式数控系统设计.pdf

2012年 10月 机床与液压 Oct．2012 第40卷 第20期 MACHINETOOL HYDRAULICS Vo1．40No．20 DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2012．20．034 基于双核架构的嵌入式数控系统设计 王宏丽，．黄为，王云宽 (中国科学院自动化研究所，北京 100190) 摘要：以ARM9和 DSP双核架构为硬件基础，以Linux嵌入式操作系统和图形界面软件 Qt／Embedded为软件基础，开 发出一套硬件上结构清晰、功能上易于扩展和剪裁 、具有一定通用性和开放性的数控系统，详细介绍了该数控系统的各个 功能模块。 关键词：数控系统；嵌入式；双核架构 中图分类号 ：TP273 文献标识码：A 文章编号：1001—3881(2012)2O一113—3 DesignofEmbeddedCNC System BasedonDualCPUs WANGHongli。HUANGWei，WANG Yunkuan (InstituteofAutomation，ChineseAcademyofSciences，Beijing100190，China) Abstract：Basedondual—CPU structure．aCNC system tllopennessandcommonalityWas designed．Thissystem hasaclear hardwareframeworknaditssoftwarefunctionsraeeasilytrimmedorextendeduponembeddedLinuxOSandQt／Embedded．Eachfunc- tionmodulewasillustrated． Keywords：CNCsystem ；Embeddedtype；Dual—CPU structure 目前，数控系统已经发展到了第六代基于Pc机 的外围电路接 口，包括按键输入 电路、液晶显示电 的计算机数控系统 ，代表性 的数控系统有 sI- 路、USB设备电路、网络通讯电路等。 MENS840D和 FANNCR310，这类数控系统的优点是 第二逻辑单元采用DSPTMS320F2812和CPLD作 功能丰富、操作容易上手，缺点是体积大、成本高。 为运动控制板的核心芯片，在此基础上根据系统需要 基于嵌入式的数控系统体积小、功耗低、成本低，正 设置了机床温度采样电路、机床零位检测电路、主轴 好克服了基于PC机的数控系统的不足。而且随着微 控制电路等。 电子技术的发展 ，嵌入式微处理器与 PC之间的性能 第一逻辑单元与第二逻辑单元之间采用特有的数 差距也在不断缩小 ，在计算机数控领域体现了更加 据总线方式进行通讯 ，保证高速和可靠性。 明显的优势。 Linux操作系统具有免费开放源代码、内核可剪 第一逻辑单元 第二逻辑单元 裁、丰富的网络功能 、可靠的安全性和稳定性、支 持多平台等优点，可以以较低的成本设计出能满足特 定需求 的嵌入式系统。由于 Linux的开源性和社 区 需圈嚣lNorII0，黧圜冒甘囡床控数 性 ，开发人员还可以从互联网上获得强大的技术支 持。 作者 以 ARM9和 DSP2812作为硬件基础 ，以 图1 数控系统的硬件结构设计 Linux嵌入式操作系统和图形界面软件 Qt／Embedded 2 数控系统的功能设计 作为软件基础 ，设计出一套硬件上结构清晰、功能上