基于ARM设计的嵌入式数控系统方案

基于ARM设计的嵌入式数控系统方案
摘要：本文介绍了基于ARM 的嵌入式数控系统。

该系统为主从式结构，
上位机以ARM9 为核心，实现人机交互，下位机以ARM7 为核心，结合FpGA 实现机床的运动控制，上下住机通过CAN 总线进行通信。

传统的数控系统通常是在通用计算机或工控机的基础上加装运动控制卡，使
用Windows 操作系统，并安装昂贵的数控软件构成的。

此类系统成本高，功耗大，不太适合中小规模的应用场合。

而嵌入式产品具有系统结构精简、功耗低
等特点，能弥补传统数控系统的不足。

目前，嵌入式数控系统主要有两种形式：完全依靠嵌人式处理器控制的系统
以及嵌入式处理器和运动控制芯片相结合的系统。

与前者相比，后者南于采用
了专业的运动控制芯片，在实时性和精度等方面的表现更好，因而成为未来的
一个发展方向。

本文介绍了一种基于ARM 控制器和FPGA 运动控制芯片的主
从式数控系统，希望能为AR M 在嵌入式数控系统中的应用提供一些参考。

1 总体设计
本系统为主从式结构。

上位机以S3C2410 ARM9 控制器为核心，移植Linux 系统和QT／Embedded 图形库，主要实现G 代码文件处理、加工位置的显示、手动控制等人机交互功能。

下位机以$3C44B0 ARM7 控制器为核心，斯迈迪的SM5004 FPGA 芯片为运动控制器，实现电机驱动、冷却液开关、紧急停止等机床控制功能。

上下位机通过CAN 总线通信。

2 硬件设计
2．1CAN 接口设计
由于S3C2410 和S3C44B0 不带CAN 接口，所以必须对其进行扩展。

S3C2410 的CAN 扩展接El 如图1 所示，S3CA4B0 的CAN 接口与其相似。