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基于嵌入式技术的数控系统开发设计 被引量:22
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作者 王太勇 王涛 +4 位作者 杨洁 许爱芬 赵丽 李波 胡世广 《天津大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第12期1509-1515,共7页
针对基于PC的数控系统的不足,提出了基于嵌入式微控制器和嵌入式实时操作系统的数控系统开发设计的新方法,旨在增强数控系统运行的稳定性和任务调度的实时性.设计了以MC68F375和MCX314为双CPU架构的硬件开发平台,规划出了基于VxW orks... 针对基于PC的数控系统的不足,提出了基于嵌入式微控制器和嵌入式实时操作系统的数控系统开发设计的新方法,旨在增强数控系统运行的稳定性和任务调度的实时性.设计了以MC68F375和MCX314为双CPU架构的硬件开发平台,规划出了基于VxW orks的层次化软件结构体系和任务调度运行机制,设计了一种引导型的二次开发平台的理论模型,在此基础上设计出了TDNCM4数控系统的原型机,并将其应用于四轴加工中心TDNC-M40A的设计上,探索出一条数控系统开发设计的新途径. 展开更多
关键词 嵌入系统 数控系统 微控制器 实时操作系统
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基于CORTEX-A8处理器的嵌入式数控系统实时平台的设计与实现 被引量:8
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作者 陆小虎 刘玉香 +3 位作者 于东 胡静涛 胡毅 林立明 《小型微型计算机系统》 CSCD 北大核心 2013年第7期1689-1692,共4页
针对低端数控系统计算能力不足等特点,提出一种嵌入式数控系统的解决方案.本文详细介绍了嵌入式实时系统的实现方法,重点阐述了基于嵌入式实时系统的数控系统的实现.文章针对高性能嵌入式处理器,结合可适应多域的操作系统的实时化技术... 针对低端数控系统计算能力不足等特点,提出一种嵌入式数控系统的解决方案.本文详细介绍了嵌入式实时系统的实现方法,重点阐述了基于嵌入式实时系统的数控系统的实现.文章针对高性能嵌入式处理器,结合可适应多域的操作系统的实时化技术实现嵌入式实时系统,将数控系统集成到嵌入式实时操作系统中.最后针对实时系统的任务调度延迟和周期抖动以及数控系统的核心线程的执行时间进行测试.经实验验证,本文提供的嵌入式实时系统可以满足数控系统的要求,运行于实时嵌入式平台的数控系统可以满足实时加工的需求. 展开更多
关键词 ARM 数控系统 嵌入 实时系统
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基于μc/os-Ⅱ嵌入式数控系统研制 被引量:9
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作者 王田苗 陈友东 +1 位作者 孙恺 魏洪兴 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期471-474,480,共5页
介绍了嵌入式数控系统的结构及其组成.系统硬件平台采用嵌入式微控制器ARM(Advanced RISC Machines)和现场可编程门阵列FPGA(Field Programmable Gate Arrays),软件平台采用μc/os-Ⅱ实时操作系统.给出了该系统的硬件结构.根据数控系统... 介绍了嵌入式数控系统的结构及其组成.系统硬件平台采用嵌入式微控制器ARM(Advanced RISC Machines)和现场可编程门阵列FPGA(Field Programmable Gate Arrays),软件平台采用μc/os-Ⅱ实时操作系统.给出了该系统的硬件结构.根据数控系统的软件需求,给出了系统的软件结构,系统的模块,任务以及任务的优先级和周期.同时给出了实现系统的一些关键技术.在嵌入式实时操作系统μc/os-Ⅱ上实现了该系统,在数控机床上进行了加工试验、环境适应能力测试以及静电放电抗干扰试验,试验表明系统稳定可靠. 展开更多
关键词 数控系统 嵌入系统 实时系统 现场可编程门阵列
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基于异构多核处理器的嵌入式数控系统研究 被引量:11
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作者 陆小虎 于东 +1 位作者 胡毅 林立明 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第19期2623-2628,共6页
针对传统嵌入式数控系统性能差、可扩展性差、人机界面不友好等特点,结合异构多核技术和现场总线技术的优点,提出并开发了一种基于异构处理器和现场总线技术的嵌入式数控系统。该数控系统运行在异构多核处理器之上,通过在不同的处理器... 针对传统嵌入式数控系统性能差、可扩展性差、人机界面不友好等特点,结合异构多核技术和现场总线技术的优点,提出并开发了一种基于异构处理器和现场总线技术的嵌入式数控系统。该数控系统运行在异构多核处理器之上,通过在不同的处理器核心上同时运行通用系统和实时系统,采用静态划分的方式将数控系统内部的任务分配到不同的处理器核心上,使用现场总线技术实现嵌入式数控系统与伺服电机之间的连接,简化数控系统与伺服驱动器之间的连线。实验证明,开发的数控系统具有良好的实时性和扩展性,验证了设计的合理性。 展开更多
关键词 嵌入 数控系统 异构多核处理器 现场总线
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嵌入式实时操作系统在数控系统设计中的应用 被引量:10
5
作者 王涛 王太勇 +2 位作者 许爱芬 赵丽 杨洁 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2008年第4期250-251,268,共3页
分析了嵌入式实时操作系统的特点,其与通用操作系统相比更适合嵌入式数控系统的设计。选用μC/OS-II并以模块化的思想设计了基于MC68F375和MCX314的嵌入式数控系统硬件平台,对软件结构进行了层次划分,以功能应用为目标对应用软件进行了... 分析了嵌入式实时操作系统的特点,其与通用操作系统相比更适合嵌入式数控系统的设计。选用μC/OS-II并以模块化的思想设计了基于MC68F375和MCX314的嵌入式数控系统硬件平台,对软件结构进行了层次划分,以功能应用为目标对应用软件进行了模块化设计,以实时性强弱为标准对数控系统任务的优先级进行了分配,分析了系统多任务运行的调度机制,开发了TDNCL4M和TDNCL4T数控系统。 展开更多
关键词 嵌入 实时操作系统 数控系统 μC/OS—Ⅱ操作系统
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可重构嵌入式数控系统的研究 被引量:5
6
作者 尹勇 周祖德 +2 位作者 刘泉 李方敏 龙毅宏 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2007年第6期231-232,255,共3页
提出了一种可重构的嵌入式数控系统,通过与安装有网格中间件和网格支持工具的上位机相连,可以很方便地作为制造网格的一个可重构节点。在硬件设计上,主控系统、插补和补偿模块以及伺服模块通过CAN总线互连,实现嵌入式数控系统硬件的可... 提出了一种可重构的嵌入式数控系统,通过与安装有网格中间件和网格支持工具的上位机相连,可以很方便地作为制造网格的一个可重构节点。在硬件设计上,主控系统、插补和补偿模块以及伺服模块通过CAN总线互连,实现嵌入式数控系统硬件的可重构性。在软件设计上,采用软件芯片的思想,同时设计数控软件自动生成系统,实现了软件的可重构性。 展开更多
关键词 嵌入系统 数控系统 可重构
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基于ARM与FPGA的嵌入式数控系统设计 被引量:21
7
作者 田家林 陈利学 寇向辉 《机床与液压》 北大核心 2007年第2期93-94,11,共3页
基于ARM与FPGA设计了嵌入式数控系统。其ARM芯片采用Samsumg公司的基于ARM9的S3C2410,FPGA采用Altera公司的Cyclone系列的EP1C20。介绍了数控系统的硬件设计,并采用LINUX操作系统和NIOS软处理器,着重讨论了硬件的接口设计。
关键词 嵌入系统 数控系统 ARM S3C2410 FPGA CYCLONE
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基于ARM微处理器的嵌入式数控系统 被引量:10
8
作者 范克东 肖世德 龚邦明 《制造技术与机床》 CSCD 北大核心 2006年第1期15-17,共3页
ARM是一种高性能、低功耗的微处理器。采用ARM开发机床数控系统可以降低硬件成本、提高系统集成度、增强稳定性,它相对于PC平台具有更多的优势。因此,采用ARM为硬件平台开发数控系统是一个不错的选择。
关键词 ARM 嵌入 数控系统 微处理器 机床
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基于ARM的嵌入式可重构数控系统的设计与实现 被引量:19
9
作者 孙恺 王田苗 魏洪兴 《机床与液压》 北大核心 2003年第6期116-117,285,共3页
本文提出了一种基于ARM嵌入式微处理器和大规模可编程逻辑器件FPGA的数控系统可重构硬件设计方法 ,并在此基础上 ,开发了经济型数控系统的原型样机 ,充分利用ARM微处理器的高速运算能力与FPGA的快速配置能力 ,大大减少了系统的外围接口... 本文提出了一种基于ARM嵌入式微处理器和大规模可编程逻辑器件FPGA的数控系统可重构硬件设计方法 ,并在此基础上 ,开发了经济型数控系统的原型样机 ,充分利用ARM微处理器的高速运算能力与FPGA的快速配置能力 ,大大减少了系统的外围接口器件 ,有效地降低了系统成本。 展开更多
关键词 嵌入 可重构 数控系统 ARM 设计 FPGA 微处理器
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基于嵌入式Linux的实时数控系统 被引量:4
10
作者 白建华 潘振锋 +1 位作者 周红飞 胡云卿 《机电工程》 CAS 2008年第5期12-15,共4页
基于PC的开放式数控系统已经成为数控发展的主流,但PC机应用于工业控制领域存在不稳定、高成本、大体积等缺点。基于这样的现状,研究了基于PC/104工业主板和MCX314控制芯片的数控系统的硬件平台构建,设计了基于实时嵌入式Linux的软件平... 基于PC的开放式数控系统已经成为数控发展的主流,但PC机应用于工业控制领域存在不稳定、高成本、大体积等缺点。基于这样的现状,研究了基于PC/104工业主板和MCX314控制芯片的数控系统的硬件平台构建,设计了基于实时嵌入式Linux的软件平台的体系结构,研究了嵌入式数控系统软件功能模块的划分方案、任务调度机制及主功能模块的实现策略,并在实现按轨迹返回功能的同时,提出了加工程序存储区和返回程序存储区之间控制权交换的概念。实践证明,将实时嵌入式Linux应用于开放式数控系统,可以满足数控机床的加工要求。 展开更多
关键词 数控系统 嵌入LINUX PC/104 MCX314
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基于NURBS插补算法的嵌入式数控系统的研究与开发 被引量:5
11
作者 谢黎明 郑威 +1 位作者 靳岚 沈浩 《制造技术与机床》 CSCD 北大核心 2008年第7期152-154,共3页
首先研究了NURBS曲线实时插补技术及其插补改进算法,提出的改进算法采用动态确定进给步长的方法来求取参数空间上的参数增量,从而保证了在不降低加工速度的情况下进行高精度的安全加工。其次,通过ARM+DSP的主控平台的软硬件设计,克服了... 首先研究了NURBS曲线实时插补技术及其插补改进算法,提出的改进算法采用动态确定进给步长的方法来求取参数空间上的参数增量,从而保证了在不降低加工速度的情况下进行高精度的安全加工。其次,通过ARM+DSP的主控平台的软硬件设计,克服了当前数控平台的缺陷,实现了系统的实时调度,提高了系统的可靠性和稳定性。最后,在传统PID控制算法的基础上,采用Ziegler-Nichols法整定PID控制参数,并将其应用于嵌入式数控系统的伺服控制部分中,并借助MATLAB/SIMULINK对选取的控制对象进行了仿真和分析。 展开更多
关键词 NURBS插补 嵌入数控系统 PID控制
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嵌入式数控系统通信功能的实现 被引量:4
12
作者 尹勇 周祖德 +2 位作者 刘泉 李方敏 龙毅宏 《组合机床与自动化加工技术》 2006年第2期37-39,共3页
提出了一种网络化嵌入式数控系统,系统采用ARM+DSP结构,实现了数控系统的小型化、网络化、智能化和集成化。详细介绍了嵌入式数控系统内CNC主控单元与伺服驱动及I/O逻辑控制等各单元间的通信、车间级工业以太网络的通信和Intranet/Inter... 提出了一种网络化嵌入式数控系统,系统采用ARM+DSP结构,实现了数控系统的小型化、网络化、智能化和集成化。详细介绍了嵌入式数控系统内CNC主控单元与伺服驱动及I/O逻辑控制等各单元间的通信、车间级工业以太网络的通信和Intranet/Internet网络通信,并给出了关键实现技术。 展开更多
关键词 嵌入 数控系统 CAN总线 工业以太网 远程服务
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基于FPGA的嵌入式数控系统功能模块设计 被引量:9
13
作者 邵明 李光炀 杨惠灵 《机床与液压》 北大核心 2010年第16期68-71,共4页
将高速、大容量的FPGA应用到基于ARM9的嵌入式数控系统中,实现系统和FPGA的连接和功能控制。基于FPGA的寄存器结构,完成总线接口模块、硬件插补器、一级缓冲模块、定时器模块、手轮脉冲模块、多功能计数模块的设计和部分模块的仿真测试... 将高速、大容量的FPGA应用到基于ARM9的嵌入式数控系统中,实现系统和FPGA的连接和功能控制。基于FPGA的寄存器结构,完成总线接口模块、硬件插补器、一级缓冲模块、定时器模块、手轮脉冲模块、多功能计数模块的设计和部分模块的仿真测试。仿真结果表明所设计功能模块的有效性与适用性,说明将FPGA应用到嵌入式数控系统中大大改善系统的实时性。 展开更多
关键词 FPGA 嵌入数控系统 功能控制
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基于Linux的嵌入式数控机床控制系统设计 被引量:6
14
作者 闵华松 王娜 《制造技术与机床》 CSCD 北大核心 2007年第12期33-36,共4页
为了克服传统嵌入式数控系统的局限性,提高系统插补运算和人机交互能力,提出了基于ARM+FPGA+DSP+Linux架构的嵌入式数控系统设计方案,并设计了该系统的软硬件体系结构。为同时满足数控系统的多线程和实时性要求,采用了Linux+DSP结构,并... 为了克服传统嵌入式数控系统的局限性,提高系统插补运算和人机交互能力,提出了基于ARM+FPGA+DSP+Linux架构的嵌入式数控系统设计方案,并设计了该系统的软硬件体系结构。为同时满足数控系统的多线程和实时性要求,采用了Linux+DSP结构,并结合实时性指标,对系统任务进行了详细的实时性分析与划分。为建立系统通讯,采用了模块化设计理念,并对模块间通讯机制的实现方法进行了详细论述。结果表明,基于Linux的嵌入式数控系统的实时性好,性能高,可移植性好。 展开更多
关键词 数控系统 嵌入系统 LINUX ARM DSP FPGA 实时性
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基于ARM+DSP+FPGA+MCU的高速嵌入式数控系统研究 被引量:5
15
作者 李松 李迪 翟振坤 《机床与液压》 北大核心 2013年第3期89-92,共4页
为了满足高速数控系统实时性、多任务调度性、结构小型化,研究开发了一种基于ARM+DSP+FPGA+MCU的高速嵌入式数控系统,重点分析了该数控系统的体系结构特点、软件框架和通讯模块。该数控系统结构简单,稳定性好。
关键词 ARM DSP FPGA MCU 嵌入数控系统
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基于嵌入式实时操作系统的数控程序译码实现 被引量:2
16
作者 许爱芬 王太勇 +1 位作者 王涛 赵丽 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2007年第28期95-98,共4页
论述了嵌入式实时操作系统用于数控系统的可行性和必要性。基于嵌入式实时操作系统实现了数控系统译码任务的算法,对于译码算法中的关键问题及其调度策略进行了详尽地分析。该算法已经用于本实验室自行研发的TDNCL4M数控系统中,经仿真... 论述了嵌入式实时操作系统用于数控系统的可行性和必要性。基于嵌入式实时操作系统实现了数控系统译码任务的算法,对于译码算法中的关键问题及其调度策略进行了详尽地分析。该算法已经用于本实验室自行研发的TDNCL4M数控系统中,经仿真和联机运行证明该算法是可行的。 展开更多
关键词 嵌入系统 实时操作系统 数控系统 译码 μC/OS-Ⅱ
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基于多核嵌入式数控系统的速度前瞻算法研究 被引量:3
17
作者 冯强 胡毅 +2 位作者 于东 路小虎 贾小波 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2013年第3期16-20,共5页
为了构建基于ARM和DSP多核架构的嵌入式数控系统,需要依据所采用的DSP硬件系统,将现有的数控系统的运动控制算法移植到DSP的开发环境中。文章详细阐述了基于多核架构的嵌入式数控系统平台软硬件环境,研究了CNC自适应速度前瞻算法的基本... 为了构建基于ARM和DSP多核架构的嵌入式数控系统,需要依据所采用的DSP硬件系统,将现有的数控系统的运动控制算法移植到DSP的开发环境中。文章详细阐述了基于多核架构的嵌入式数控系统平台软硬件环境,研究了CNC自适应速度前瞻算法的基本原理与实现,并针对C64X+系列DSP对CNC自适应速度前瞻算法进行了优化。最后,针对算法运行效率进行了实验对比,并对其实际应用进行了测试,结果表明,该优化后的动态速度前瞻算法完全可满足ARM和DSP双核架构的嵌入式数控系统的性能需求。 展开更多
关键词 多核嵌入数控系统 速度前瞻算法 DSP算法优化
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嵌入式数控系统的研究与开发 被引量:4
18
作者 王博 张金焕 《机电工程》 CAS 2008年第12期5-8,共4页
利用嵌入式技术、网络与通信技术(包括工业网络与通信技术)的最新成果,提出了嵌入式模块化、网络化数控系统,并具体介绍了其硬件和软件系统平台的模块化开发。通过模块化的嵌入式软硬件结构设计,使得该数控系统性价比更高、资源利用更... 利用嵌入式技术、网络与通信技术(包括工业网络与通信技术)的最新成果,提出了嵌入式模块化、网络化数控系统,并具体介绍了其硬件和软件系统平台的模块化开发。通过模块化的嵌入式软硬件结构设计,使得该数控系统性价比更高、资源利用更充分、结构灵活、易于扩展、具有开放架构,并能更好地满足网络化数字制造环境下数控加工需求,解决目前基于工业PC的数控系统面临的一些问题;且通过嵌入式W eb实现了更便捷的远程控制与监测。此外,其对探索数控技术新的发展途径和方向方面具有一定的参考作用。 展开更多
关键词 嵌入技术 数控系统 模块化 网络化
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基于嵌入式数控系统速度前瞻算法的研究与实现 被引量:2
19
作者 彭鹏 胡毅 +2 位作者 陈智殷 卢林 赵文娟 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2013年第10期76-79,共4页
数控系统中由于运动轨迹复杂,加工速度频繁变化,如果处理的不好,很容易造成系统的抖动,对机床具有很大的冲击,影响了数控系统的加工效率。论文分析了自适应前瞻算法的核心要点,研究了基于实际加工路径曲率的自适应速度前瞻算法以及基于... 数控系统中由于运动轨迹复杂,加工速度频繁变化,如果处理的不好,很容易造成系统的抖动,对机床具有很大的冲击,影响了数控系统的加工效率。论文分析了自适应前瞻算法的核心要点,研究了基于实际加工路径曲率的自适应速度前瞻算法以及基于实际加工路径速度递减为零的自适应速度前瞻算法的基本原理,在基于ARM+DSP的嵌入式数控系统上设计并实现了这两种自适应速度前瞻算法,对这两种算法的实际的加工性能以及算法的执行时间作了性能评估,分析了两种自适应算法的优劣。 展开更多
关键词 嵌入数控系统 自适应速度 前瞻算法
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基于嵌入式实时操作系统的开放式数控系统的研究 被引量:10
20
作者 朱利东 殷苏民 《机床与液压》 北大核心 2004年第1期92-94,共3页
阐述了开放式数控系统的特点和要求 ,在比较通用操作系统和实时操作系统后 ,提出了基于WindowsCE .NET平台开放式数控的构想 。
关键词 开放数控 嵌入实时操作系统 WINDOWS CE.NET
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