嵌入式网络数控技术与系统(下)

3 嵌入式网络数控软件体系结构 

　　嵌入式新型网络数控系统中央数控单元硬件实现方案如图8所示。

图8嵌入式新型网络数控系统中央数控单元硬件实现方案 

　　3.1 嵌入式中央数控单元

　　嵌入式中央数控单元采用ARM+DSP结构，ARM采用32位S3C}413QX ARM.芯片，DSP采用32位高性能D5P TM532UF2812, ARM和DSP之间通过串口交换数据二还有JTAG硬件调试功能。中央数控单元D5P的CAN总线接口通过CAN驱动接到CAIV总线，数据传送率可达1 MB/s。DSP的通用定时器产生的PWM脉冲作为进给量加上一个I/O信号作为方向控制可用作某个加工轴的进给信号。由于TMS 32aF28 12有四个通用定时器，因此，可以产生四个加工轴的PW M位置进给脉冲。通过在ARM上扩展RTL8019A5芯片，与以太网相连。ARM的一个UART通过4#i5驱动连到异步串行总线，另一个LJA RT和D5P的异步串口相连，由于ARM和DSP在同一个印制电路板上，它们之间的异步通信速率可到115 kBls甚至更高:

　　中央数控单元的ARM运行uC/OS嵌入式操作系统，除插补、刀补、间隙补偿以外的其他数控主程序运行在ARM上。ARM同显示与键入装置相连，负责人机交互;将编译后的插补代码通过串口发给DSP;  ARM还负责M, S, T等指令执行。通过异步串行总线(ML7D BCJS)将逻辑控制指令发给PLC;通过总线，负责系统的监控:另外ARM还负责与外部网络连接，实现整个数控系统的网络化开发、调试、运行、管理、监控和诊断等。中央数控单元ARM部分软件架构见图9。

中央数控单元ARM部分软件架构 

　　中央数控单元的DSP主要负责插补、刀补、间隙补偿等运算;D5P或者通过高速现场总线((CAN总线)将进给量发给伺服控制系统，或者通过PWM及通用I/O接口，产生最多四路独立的进给脉冲和进给方向控制输出;DSY可通过高速现场总线获取伺服控制的状态:中央数控单元的DSP的软件主要模块见图10。

图10中央数控单元的DSP的软件主要模块

　　3.2 显示器及键入装置

　　显示器及键入装置采用25}色的彩色液晶显示器，由ARM芯片本身集成的显示控制功能直接进行显示控制，因此系统的显示实现将变得非常简单。基于ARM芯片提供的通用vo接口，开发、扩展了键盘、手摇脉冲发生器及其他按键输入电路。

　　3.3 嵌入式PLC

　　嵌入式PLC由C8051 PC122芯片构成的I/O控制板。嵌入式PLC通过485异步串行总线(ML)D BLJS协议)与中央控制单元相连。本系统可实现多轴联动的直线、圆弧和多项式等多种曲线插补。

4 结论

　　(1)嵌入式技术具有应用性好、适应性强以及并行的特点。

　　(2)嵌入式技术与系统具有硬软件可剪裁以及软硬件协同设计的特点，从而使新型数控系统具有更好的可重构性和功能可扩展性。

　　(3)系统中将健件嵌入到虚拟的或虚拟与现实结合的仿真环境中进行仿真系统不仅开发调试十分方便，而且节省开发费用，减少开发周期。由于嵌入式新型网络数控系统具有功能强、性能高、系统灵活等特点，能够适应不同控制对象的要求‘因此这种系统不但能够实现基于通用工业YC的数控系统的所有功能，而且具有更好的性价比有更强的功能。可以肯定，这种基于嵌入式技术的新型网络数控技术与系统将是未来数控技术与系统发展一种崭新方向。