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开放式数控系统是上世纪九十年代出现的一种先进的计算机数控体系结构，具有扩展性好、开发和维护方便、运行稳定性高、能灵活适应不同需要等特点，是未来数控技术的主要发展趋势。随着现代计算机技术、微电子技术和现代控制技术的不断发展，开放式数控系统如何有效地利用这些先进的技术进行控制系统的开发就显得十分的必要。开放式体系结构的CNC系统具有灵活的软硬件结构，可以方便地进行软硬件的更新换代，也是适应FMS、CIMS环境的机床控制器的最理想的结构。
本文进行的设计作为数控系统大课题中的一个子课题，分析了国内外开放式数控系统的研究情况和在PC平台上实现开放式体系结构的发展现状，结合本课题组已经研究开发的基于RTLinux的数控系统，提出了基于光纤的伺服控制卡的设计。选择光纤作为通信介质是因为它具有固有的噪声免疫能力，尤其是对于大电流驱动系统特别重要。同时，光信号的传输速度非常快，在我们的数字接口中使用的光收发一体模块适用于100Mbps以下速率接入网，这个速率对于工业控制来说已经是足够的了。
基于光纤的伺服控制卡由总线接口卡和伺服控制卡两个子板卡组成。总线接口子板卡主要完成与PC/104进行数据交换，发送控制信息给伺服控制子板卡的功能。伺服控制子板卡主要完成控制电机运转和外部I/O口状态以及反馈电机的位置信息和I/O口状态给总线接口子板卡的功能。文中详细介绍了ISA总线的接口电路、FPGA电路、TTL光收发合一模块电路、数字信号输入和输出电路、模拟信号输出电路等的设计。基于光纤的伺服控制卡的主要功能由FPGA芯片完成，文中详细介绍了FPGA芯片内部的ISA总线接口模块、串行异步收发器模块、DAC714驱动模块以及LS7166计数器模块等的VHDL代码设计、综合及时序仿真。在上述工作的基础上，我们在基于RTLinux的数控系统上对板卡进行了初步的调试，达到了预想的效果。