運動控制技術是制造自動化的關鍵基礎，其水平高低是衡量一個國家工業現代化的重要標志，研究和開發具有開放式結構的運動控制器是當前運動控制領域的一個重要發展方向。隨著集成電路技術、微電子技術、計算機技術和網絡技術的不斷發展，運動控制器已從以單片機和微處理器作為核心的運動控制器和以專用芯片（ASIC）作為核心處理器的運動控制器，發展到了基于PC機平臺的以數字信號處理器（DSP）和現場可編程門陣列（FPGA）作為核心處理器的協處理架構的開放式運動控制器。該控制器將PC機和DSP的信息處理能力與FPGA的外圍擴展功能很好的結合在一起，具有信息處理能力強、模塊化、開放程度高、運動軌跡控制精確等優點。
　　1系統概述
　　該四軸運動控制器系統以TI公司C2000系列DSP芯片TMS320F2812和alterA公司CycloneⅡ系列FPGA芯片EP2C8F256C6為核心，DSP通過網口接收上位機的控制參數，完成系統位置、速度控制及運動軌跡規劃;FPGA完成運動控制器的精確插補功能和外圍電路的擴展，系統總體框圖如圖1所示。
　　
　　運動控制器的主要功能包括：4路模擬電壓輸出，電壓范圍為-10～+10V，分辨率為16b;4路脈沖量信號輸出;4路脈沖方向信號輸出;4路驅動復位信號輸出;4路驅動使能信號輸出;4路差分編碼信號輸入;4路驅動報警信號輸入;8路正負限位信號輸入;4路原點信號輸入;16路通用數字量。I/O。
　　2DSP模塊設計
　　DSP根據從上位機接收的運動模式和運動參數實時計算規劃位置和規劃速度，生成所需的速度曲線，實時的輸出規劃位置。TMS320F2812是TI推出的一款專門用于電機控制的32位定點DSP芯片，采用高性能靜態CMOS技術，主頻高達150MHz（指令周期6.67ns），低功耗，核心電壓為1.8V，I/O電壓3.3V，支持JTAG邊界掃描，128K×16b的片內FLASH。有兩個事件管理器（EVA和EVB），它們都是特定的外圍設備，為多軸運動控制器而設計的。可通過外部存儲器接口XINTF擴展外部存儲器。DSP外圍模塊設計如圖2所示。
　　
　　為增強抗干擾性，DSP通過以太網控制器RTL8019AS與上位機連接，RTL8019AS內部含有一個16KB的SDRAM，DSP通過外部存儲器接口對其進行讀寫來接收上位機的命令或向上位機傳送反饋信號。在數據處理過程中要占用大量的存儲空間，DSP內部僅含有18K×16b的SARAM和128K×16b的FLASH，存儲空間顯得過小，所以通過外部接口擴展了256K×16bRAM和512K×16bFLASH，RAM和FLASH芯片分別選擇IS61LV25616AL、SST39VF800，它們都具有接口簡單、讀寫速度快等優點。SCI模塊用于擴展RS232串行通信接口，串口芯片使用MAX3232。
　　運動控制器所需電壓為5V，3.3V，1.8V，1.2V。輸入電壓5V，分別采用穩壓芯片LM1085IS3.3，LM1117-1.8將其轉換成3.3V和1.8V，由于TMS320F2812的I/O電壓3.3V要先于內核電源上電，所以1.8V要由3.3V降壓得到，以確保上電次序。1.2V是FPGA內核所需電壓，由穩壓芯片LM317S穩壓得到，LM317S的輸出電壓范圍為1.2～25V，復位電路采用SP708低功耗微處理器監控器件，此器件有眾多的組件，有效的增強了系統的可靠性及工作效率。