锁相环路 % G//& 以及 223 523和快速周期 3’&
% 6(3’&& 存储器所需的专用双数据率 % 223& 接口
等! 支持多种 *a

.标准! 包括 @?"&XG5 的 /:25! 以

及速率为 $$&)_和 @@&)_

" 数据宽度为 $! 位和 @?

位的 G(*

# (J

;

K7器件可以实现 +F

;

, 嵌入式处理

器! 而且只占用不到 @"" 个逻辑单元 % /,&! 因此在
含多达 !" "@" 个 /,的 ,G=(!" 器件中! 可以将多个
+F

;

,处理器集成到一个器件中# +F

;

,系列嵌入式

处理器以第一代 +F

;

U处理器为基础! 提供三种内核

来满足嵌入式处理器的应用# 设计者可以从高性能内
核 %超过 !"" 2&*

G5& " 低成本内核和性价比平衡的

标准内核中进行选择#

;

K76GM’为目前使用中小规模 ’5*

(应用的

下一代产品提供了一种低成本方案# 现今的系统设计
者面临着诸多挑战! 包括成本增加的压力和设计复杂
性" 新兴标准和设计周期缩短等# ’5*

(开发涉及众

多的工程资源! 设计仿真和验证! 通常需要多次流
片# (J

;

K76GM’系列具有系统的集成能力! 从而免

除了 ’5*

(设计相关的昂贵的流片 % +3,& 费用" 最

小订货量 %&.Z& 和产品延期的风险# 采用 (J

;

6GM’! 系统设计者能够获得一个和 ’5*

(相比价格上

旗鼓相当的可编程方案! 满足大批量应用的需求#

!B嵌入式数控系统的硬件方案设计

本文设计一个四轴开环嵌入式数控系统! 系统由

控制系统" 伺服驱动系统和伺服电机组成# 控制系统
生成的坐标轴运动指令! 由 6GM’进行细插补! 最后
形成脉冲串发送给伺服驱动系统! 最后伺服驱动系统
形成运动指令控制伺服电机运转#

为了充分利用 ’3&微处理器的高速运算能力和

6GM’的快速配置能力! 在设计中对功能实现的软硬
件进行了划分# 从硬件设计的角度! 系统采用主从式
结构模式! ’3& 用于运动控制平台的上层管理并且
与 6GM’一起形成一个完整的应用平台# ’3& 作为
主 (G4主要完成系统的界面操作设计" /(2显示管
理" 键盘管理" 内存管理" 程序管理" *a

.输入输出

等! 6GM’主要完成系统的运动控制的处理工作# 嵌
入式数控系统硬件结构如图 ! 所示#

图 !B嵌入式数控系统硬件结构

其中’ ’3& 主要负责运算! 总线实现 ’3& 与

6GM’之间的通信! 存储器负责程序和数据的存储!

通信接口负责加工程序的上传和下载! 存储器子系统
包括 6/’5) 和 53’&# 6/’5) 存储程序和文件!
53’&存储系统运行时的程序和数据! 通信接口实现
与 G(机的基于 35!$! 标准的数据通信#

$B’3&芯片与 6GM’器件的接口设计

图 $B5$(!?=" 与 ,G=(!" 的连接

嵌入式数控系

统采用主从 (G4结
构模式! 主 (G4为
’3& 处理器! 从

(G4为 6GM’器件!

=(!" 与 5$(!?="

之间的通讯是靠读
写总线上的几个地
址来进行指令和数
据的传输# 如图 $
所示#

在图 $ 所示的接口设计中! 6GM’主要完成系统

的运动控制的处理工作! 将 ,G=(!" 直接连在
5$(!?=" 的存储器总线上! 这样! 5$(!?=" 可以通过
存储器指令访问 ,G=(!"! ’3&与 6GM’之间的连接
除了数据" 地址和读写控制外! 还有中断信号! 使
’3&可接受 6GM’产生的中断#

?B嵌入式数控系统的软件系统设计

由于采用的是 5$(!?=" 芯片和 (J

;

K7器件! 为

了最大程度利用了系统硬件资源! 并且保证了实时
性! 在 ’3&移植了 /F

KE\多任务实时操作系统# 在

6GM’上嵌入了 +F

;

,这种采用流水线技术" 单指令

流的 3*

5( % 37

VET

V *

;

K 57

R(;

SPER

& 处理

器! +F

;

,可与用户自定义逻辑 % 4U

[

V /;

结合构成一个基于 6GM’的片上系统# 嵌入式数控系
统的软件结构如图 ? 所示#

图 ?B嵌入式数控系统的软件结构图

$"结论

采用 5$(!?=" 和 ,G=(!" 组成的嵌入式数控系

统! 能减轻研发任务! 提高研发速度! 在较短的时间
内得到性能优秀的数控系统# ,G=(!" 可以嵌入 +F

;

,软核处理器! 5$!?=" 可以进行 /*

+4H操作系统的

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机床与液压

第 $% 卷