[发明专利]一种6轴嵌入式数控系统

权利要求书

1.一种6轴嵌入式数控系统，包括人机交互界面、核心板、扩展底板；所述的核心板包括双核微处理器、GPMC接口，HDMI接口，以太网接口，Micro SD卡接口；所述的扩展底板包括可实现6轴脉冲控制与反馈信号接口的FPGA以及外围接口电路；所述的人机交互界面通过HDMI接口与核心板连接；所述的核心板通过GPMC接口与扩展底板相连；所述的双核微处理器，内部集成高性能的ARM核与DSP核，ARM核主要用于与人机界面数据交互、界面刷新，数控G指令预读与解析，DSP核主要负责区域插补运算；所述的双核芯片的GPMC接口配置为异步模式并设置NOR FLASH、非地址数据线复用的模式与扩展底板通信，实现将插补数据传送至FPGA，进而通过外围电路控制6轴的同步插补，实现多轴联动，完成复杂曲线曲面的插补。

2.如权利要求1所述的数控系统，其特征在于：包括人机交互界面、核心板、扩展底板。

3. 如权利要求1所述的数控系统，其特征在于：所述的核心板包括双核微处理器、GPMC接口，HDMI接口，以太网接口，Micro SD卡接口。

4.如权利要求1所述的数控系统，其特征在于：所述的扩展底板包括可实现6轴脉冲控制与反馈信号接口的FPGA以及外围接口电路。

5.如权利要求1所述的数控系统，其特征在于：所述的人机交互界面通过HDMI接口与核心板连接；所述的核心板通过GPMC接口与扩展底板相连。

6.如权利要求1所述的数控系统，其特征在于：所述的高性能双核处理器主控芯片TMS320DM8148或TMS320DM8168，内部集成了1GHz主频Cortex-A8 ARM核与800M主频C674x的DSP核。

7.如权利要求1所述的数控系统，其特征在于双核处理器内部分工合作：ARM核主要用于人机界面数据交互与界面刷新、数控G指令预读与处理；DSP核主要进行运动控制轨迹规划、运动控制算法处理、插补运算，并将插补值填入插补缓冲区，DSP核带浮点运算库，运算速度快，可将插补周期缩小至25微秒；ARM核与DSP核内部直接通过共享内存进行快速数据交互。

8.如权利要求1所述的数控系统，其特征在于双核芯片的GPMC接口配置为异步模式并设置NOR FLASH、非地址数据线复用的模式与FPGA扩展底板通信，将插补数据传送至FPGA。

9.如权利要求1所述的数控系统，FPGA通过定时中断触发DSP进行插补输出，FPGA接收DSP插补缓冲区传送过来的各轴脉冲值与方向值等，通过外围电路控制６轴同步插补。

10.一种利用权利要求1所述的一种６轴嵌入式数控系统，其特征在于，ARM核解析数控G指令，得到各电机需要运动到的空间位置与设定速度等；DSP核利用空间曲线的轨迹插补方法在相邻坐标点之间插补出多个点，经过轨迹插补方法后生成每个插补周期的每个电机需要运动的位置、速度、加速度和加加速度等，存入插补缓冲区；双核芯片通过GPMC接口与FPGA扩展底板通信，将插补数据传送至FPGA；FPGA通过外围电路控制６轴同步插补，实现机床６轴联动，完成复杂曲线曲面的插补。