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近年来，开放化和标准化是数控系统发展的鲜明特色，PC平台的兼容性和标准化有利于数控系统研发、使用和维护，但缺少对数控加工特殊性的考虑，软硬件结构复杂、资源冗余、功耗较大导致PC数控系统成本居高不下。另一方面，传统数控系统中运动控制算法基于PC平台编写，难以适用于复杂的嵌入式硬件环境，需要对其进行重新设计和优化以最大效率利用系统资源。 针对上述问题，本课题以国家科技重大专项为背景，对基于异构多核微处理器的高性能嵌入式运动控制器的关键技术进行研究，利用嵌入式微处理器的高性价比优势实现接近PC数控性能的高性能嵌入式运动控制器。本文开展的主要研究工作如下: 首先，从硬件平台、软件平台和体系结构三个方面研究了基于异构多核微处理器嵌入式数控系统的结构和特点，引出数控系统中运动控制器的几个关键技术，包括运动控制器的硬件结构、数控装置与伺服装置接口的通信协议、通用存储控制器接口、上位机与伺服单元为实现同步而采用的中断机制和运动控制算法的改进与优化。 其次，针对上位机与伺服控制单元通信同步的需求，设计实现了上位机与总线控制板的中断机制，通过该中断机制可以划分数控系统任务在双处理器核心上，从而均衡系统负载。然后结合硬件特点选取了滑动滤波速度规划算法对其进行改进并探究了运动控制算法的在DSP平台的优化流程。 最后，对决定运动控制器实时性的中断延迟时间、运动控制算法的执行时间和数据精度等性能参数进行对照测试，验证运动控制器原型系统符合要求，具有很好的实时性能，满足数控加工高速高精的要求。