DSP技术在数控技术中的应用研究

2 基于DSP的数控系统设计

　　基于DSP的PC平台卜的CIVC系统可以使用户用很少的费用不断进行软、硬件升级，在一定时间内跟上数控技术发展的步伐、更重要的是:它兼有DSP处理速度快和PC平台便于开放型设汁的优点。必将成为数控技术发展的主流。由于TI、AD等公司推出面向电机控制的DSP芯片，而且性能小断提升，除了直接采用PMAC等产品，根据具体需要和应用场合选用合适的DSP芯片自行设计数控系统成了很多用户的选择.因为既可以降低成木，又可以更有针对性。目前，国内开展的基于DSP数控系统的设计研究越来越多.并开始应用于实际。

　　基于DSP的数控系统的设计原理框图，如图1所示:该系统来用双CPU结构。主机(工业PC机)与DSP直接通过总线相联，主机和DSP均用读写内存.从而达到通信的目的。同时主机CPU也可直接读写I/O信号和读取反馈信弓.其硬件结构图如图1所示DSP控制器使用‘种简单而特有的计算机结构提供先进的计算和实时控制功能。梓制器用SOMfiz的TMS320C40芯片来完成高速运算DSP完成轴的伺服回路运算及处理相关的I/O功能。

图1 基于DSP的数控系统硬件框图 

　　主CFU和D5P能直接访问数据总线实现快速通讯。DSF板不要求PC计算机任何时候都处于通讯状态，只有在有信息传送或命令运行时，计算机才需要读或写数据总线。而且任何运动命令均可暂存在DSP的内存中等待执行。

　　方案采用了较多的大规模集成电路(如8154, 8255等)作为周边器件，为了进一步提高系统的稳定性和可靠性，还可以采用DSP作为系统控制微处理器.并结合大规模AJ编程逻辑器件(CFLD或FPGA)来进行设计，由于大规模可编程逻辑器件可以根据需耍定义成计数器、比较器、缓存器等逻辑器件，并能将人量逻辑功能集成丁，单片的IC中，减少系统所需儿器件数目，同时设训时具有更大的灵活眭。系统的构成框图，如图2所不，其中的可编程逻辑器件FPGA实现数据的缓存、位置比较、脉冲发生和I/O接口等功能，而DSP则通过数据总线访问FPGA，读取缓存区的数据，执行位置和速度的控制算法，并完成与主机通讯功能。

图2 DSP与FPGA组成数控系统框图

5 结束语

　　数控系统正朝者开放式、高速高精度、智能化及网络化发展，数字信号处理器(DSP)由于具有强大的运算能力、良好的I/O操作功能、极高的处理速度，并且具有良好的实时控制性能，和数控系统中具有广泛的应用前景和优势。可以预见，采用DSP进行高性能高精度的CNC系统的开发足今后数控技术的主流趋势。