基于ARM+DSP的嵌入式Linux數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

傳統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)中廣泛采用的解決方案為基于PC機(jī)和運(yùn)動控制板卡的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)方式: PC 機(jī)主要實(shí)現(xiàn)用戶交互、文件管理以及通信等非實(shí)時數(shù)控操作; 運(yùn)動控制板卡負(fù)責(zé)運(yùn)動控制和機(jī)床I /O 等數(shù)控系統(tǒng)中對實(shí)時性有嚴(yán)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(shí)時模塊和非實(shí)時模塊兩類，由運(yùn)動控制板卡來保證實(shí)時性要求，充分利用PC 機(jī)軟件豐富、功能強(qiáng)大的優(yōu)勢，可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜空間插補(bǔ)算法，數(shù)控系統(tǒng)軟件功能大大增多增強(qiáng)，形成數(shù)控即軟件的概念。這種方案具有信息處理能力強(qiáng)、運(yùn)動軌跡控制準(zhǔn)確、開放程度高、通用性好等特點(diǎn)。但也存在以下缺點(diǎn): 運(yùn)動控制卡需要插入PC 機(jī)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(jī)作為上位機(jī)，無疑對設(shè)備的體積、成本和運(yùn)行環(huán)境都有一定限制，難以獨(dú)立運(yùn)行和小型化［1］。

嵌入式Linux 數(shù)控系統(tǒng)借鑒傳統(tǒng)PC + 運(yùn)動控制板卡方式，將數(shù)控系統(tǒng)也分為實(shí)時模塊和非實(shí)時模塊分別實(shí)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(jī)交互、系統(tǒng)監(jiān)視等非實(shí)時數(shù)控功能，以DSP 芯片PCL6045 為運(yùn)動控制核心實(shí)現(xiàn)各種數(shù)控中的運(yùn)動控制要求以保證實(shí)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。