基于SOPC技術(shù)的開放式數(shù)控系統(tǒng)硬件平臺開發(fā).pdf

1、開放式數(shù)控系統(tǒng)可解決傳統(tǒng)封閉式數(shù)控系統(tǒng)兼容性差、功能不易擴展、人機界面不靈活等問題，是現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展方向。論文緊跟嵌入式系統(tǒng)發(fā)展趨勢，采用一種新的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)——SOPC（片上可編程系統(tǒng)）開發(fā)了一種開放式數(shù)控系統(tǒng)硬件平臺。 本文研究了開放式系統(tǒng)的特征和體系結(jié)構(gòu)，開發(fā)出基于NC嵌入PC的主從型結(jié)構(gòu)的開放式數(shù)控系統(tǒng)硬件平臺。作為主機的上位機采用通用工業(yè)控制計算機，主要負責系統(tǒng)的人機界面、文件管理等弱實時性任務(wù)；而作為從機的

2、下位機則采用自主設(shè)計的基于SOPC技術(shù)的NC平臺，負責系統(tǒng)的插補和運動控制等強實時性任務(wù)。整個系統(tǒng)層次清晰，并通過各種形式向外提供統(tǒng)一的規(guī)范接口，易于系統(tǒng)擴展；系統(tǒng)硬件平臺具備可移植性、可擴展性、可操作性和可縮放性等特點，可根據(jù)不同用戶的需求，迅速、高效、低成本地構(gòu)建面向用戶的控制系統(tǒng)。 并行總線作為開放式數(shù)控系統(tǒng)各模塊之間的數(shù)據(jù)接口，具有成本低、組態(tài)靈活等特點。開放式數(shù)控系統(tǒng)各個模塊間通過并行總線接口可以方便、靈活地實現(xiàn)不同的

3、組態(tài)，可有效增強硬件模塊的靈活和兼容性。本文詳細研究了幾種并行總線接口的解決方案，分別開發(fā)ISA總線接口、PCI總線接口以及DMA通道傳輸。數(shù)據(jù)傳輸過程中通過雙端口RAM進行數(shù)據(jù)交互，有效地實現(xiàn)上、下位機之間的實時數(shù)據(jù)通信。 本文在SOPC解決方案中，利用FPGA中的可編程邏輯資源和IP軟核來構(gòu)成Nios II嵌入式系統(tǒng)，對系統(tǒng)進行測試，驗證了本系統(tǒng)方案設(shè)計的正確性和基于Nios II處理器實現(xiàn)可編程片上系統(tǒng)的可行性。嘗試用新的