針對傳統運動控制器穩定性差、控制效率低、軟體構架不完善等特點,結合異構多核技術的優勢,提出并開發一種異構多核處理器運動控制器。文章詳細闡明該系統硬體設計和軟體設計,硬體設計主要說明以異構多核處理器OMAPL138為核心,FPGA為擴充的系統構架;軟體設計借助于不同指令集作業系統,利用Sys Link完成多系統平台通信。結合運動控制器的特性,提出異構多核任務排程政策。分析異構多核通信Sys Link的Notify和List MP元件特點,将任務排程政策各條規則,封裝到List MP表頭,通過查表法實作任務排程政策。通過實驗表明,該運動控制器具有較好的實時性和穩定性。
通過分析基于PC機的數控系統及嵌入式數控系統架構存在的局限性,結合開放式數控系統的功能需求,設計了一個具有工業以太網功能的子產品化嵌入式可重構計算機數控（CNC）系統.該系統改進了傳統的基于ARM+DSP+FPGA的嵌入式系統設計架構,并擴充了工業以太網功能子產品.在此基礎上建構了系統硬體平台,給出了系統硬體構成及系統軟體實作.該系統中央數字控制單元不再是一個通用的單CPU系統,而是一個嵌入式多CPU系統,不但運算能力強、結構靈活、成本低廉,而且具有通用性強、可組合、易擴充、可伸縮和開放性等特點.
1 評估闆簡介
基于TI OMAP-L138（定點/浮點 DSP C674x+ARM9）+ Xilinx Spartan-6 FPGA處理器；
OMAP-L138 FPGA 通過uPP、EMIFA、I2C總線連接配接，通信速度可高達 228MByte/s；OMAP-L138主頻456MHz，高達3648MIPS和2746MFLOPS的運算能力；
FPGA 相容 Xilinx Spartan-6 XC6SLX9/16/25/45，平台更新能力強；
開發闆引出豐富的外設，包含千兆網口、SATA、EMIFA、uPP、USB 2.0 等高速資料傳輸接口，同時也引出 GPIO、I2C、RS232、PWM、McBSP 等常見接口；
通過高低溫測試認證，适合各種惡劣的工作環境；
DSP+ARM+FPGA三核核心闆，尺寸為 66mm*38.6mm，采用工業級B2B連接配接器，保證信号完整性； Ø
支援裸機、SYS/BIOS 作業系統、Linux 作業系統。
圖1 開發闆正面和側視圖
XM138F-IDK-V3.0 是一款基于深圳信邁XM138-SP6-SOM核心闆設計的開發闆，采用沉金無鉛工藝的4層闆設計，它為使用者提供了 XM138-SP6-SOM核心闆的測試平台，用于快速評估XM138-SP6-SOM核心闆的整體性能。
XM138-SP6-SOM引出CPU全部資源信号引腳，二次開發極其容易，客戶隻需要專注上層應用，大大降低了開發難度和時間成本，讓産品快速上市，及時搶占市場先機。不僅提供豐富的 Demo 程式，還提供詳細的開發教程，全面的技術支援，協助客戶進行底闆設計、調試以及軟體開發。
2 典型運用領域
資料采集處理顯示系統
智能電力系統
圖像處理裝置
高精度儀器儀表
中高端數控系統
通信裝置
音視訊資料處理
圖2 典型應用領域
3 軟硬體參數
開發闆外設資源框圖示意圖
圖3 開發闆接口示意圖