基于ARM+DSP的嵌入式Linux數控系統設計

傳統數控系統中廣泛采用的解決方案為基于PC機和運動控制板卡的結構實現方式: PC 機主要實現用戶交互、文件管理以及通信等非實時數控操作; 運動控制板卡負責運動控制和機床I /O 等數控系統中對實時性有嚴格要求的數控功能。這種結構將數控系統中各功能模塊分為實時模塊和非實時模塊兩類，由運動控制板卡來保證實時性要求，充分利用PC 機軟件豐富、功能強大的優勢，可實現復雜空間插補算法，數控系統軟件功能大大增多增強，形成數控即軟件的概念。這種方案具有信息處理能力強、運動軌跡控制準確、開放程度高、通用性好等特點。但也存在以下缺點: 運動控制卡需要插入PC 機主板的PCI 或ISA插槽，因此每臺數控裝置都必須配置一臺PC 機作為上位機，無疑對設備的體積、成本和運行環境都有一定限制，難以獨立運行和小型化［1］。

嵌入式Linux 數控系統借鑒傳統PC + 運動控制板卡方式，將數控系統也分為實時模塊和非實時模塊分別實現。整個系統由硬件層、操作系統層和應用層組成。硬件層以ARM-Linux 為總體控制核心完成數控系統中任務調度、NC 代碼編譯、人機交互、系統監視等非實時數控功能，以DSP 芯片PCL6045 為運動控制核心實現各種數控中的運動控制要求以保證實時性。硬件層之上是操作系統層，這一層又分為驅動層和內核層。開發過程中根據硬件配置，增加相應驅動程序，例如要添加相關存儲設備、通信設備與I /O 設備等驅動程序。