隨著嵌入式技術(shù)的發(fā)展，ARM、DSP 處理器性能日益強大，而體積、功耗、成本卻不斷降低; Linux操作系統(tǒng)健壯開源、支持多平臺、軟件資源豐富，可方便移植到嵌入式系統(tǒng)中。目前ARM-Linux 技術(shù)在嵌入式領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。近年出現(xiàn)很多專用運動控制DSP 芯片如PCL6045、MCX314 等，運動控制功能強大、插補算法成熟、實時性好。在這一技術(shù)背景下，作者提出一種基于ARM + DSP 結(jié)構(gòu)的嵌入式Linux 數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計方法，對數(shù)控系統(tǒng)小型化、集成化及經(jīng)濟普及化有實際意義。

1 嵌入式Linux 數(shù)控架構(gòu)
傳統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)中廣泛采用的解決方案為基于PC機和運動控制板卡的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)方式: PC 機主要實現(xiàn)用戶交互、文件管理以及通信等非實時數(shù)控操作; 運動控制板卡負責(zé)運動控制和機床I /O 等數(shù)控系統(tǒng)中對實時性有嚴格要求的數(shù)控功能。這種結(jié)構(gòu)將數(shù)控系統(tǒng)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(yōu)勢，可實現(xiàn)復(fù)雜空間插補算法，數(shù)控系統(tǒng)軟件功能大大增多增強，形成數(shù)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(zhǔn)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(shù)控裝置都必須配置一臺PC 機作為上位機，無疑對設(shè)備的體積、成本和運行環(huán)境都有一定限制，難以獨立運行和小型化［1］。嵌入式Linux 數(shù)控系統(tǒng)借鑒傳統(tǒng)PC + 運動控制板卡方式，將數(shù)控系統(tǒng)也分為實時模塊和非實時模塊分別實現(xiàn)。整個系統(tǒng)由硬件層、操作系統(tǒng)層和應(yīng)用層組成。硬件層以ARM-Linux 為總體控制核心完成數(shù)控系統(tǒng)中任務(wù)調(diào)度、NC 代碼編譯、人機交互、系統(tǒng)監(jiān)視等非實時數(shù)控功能，以DSP 芯片PCL6045 為運動控制核心實現(xiàn)各種數(shù)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(tǒng)層，這一層又分為驅(qū)動層和內(nèi)核層。開發(fā)過程中根據(jù)硬件配置，增加相應(yīng)驅(qū)動程序，例如要添加相關(guān)存儲設(shè)備、通信設(shè)備與I /O 設(shè)備等驅(qū)動程序。立即下載瀏覽全文：基于ARM_DSP的嵌入式Linux數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計.pdf