刘鹏 刘荣 任开春

（重庆通信学院）

1 引言

工业CT机运动控制系统往往需要对多个轴的运动进行精确、实时控制，在以往的系统中多采用工控机+多块板卡的结构进行运动控制器的设计。随着工业CT机整体功能日趋复杂，整体系统对运动控制系统的体积、成本、功耗等方面的要求越来越苛刻。另一方面，运动控制系统控制的轴数越来越多、控制精度要求越来越高、控制对象的实时性要求越来越强。现有的工控机+多块板卡组成的控制系统逐渐呈现出运动控制方面的劣势。ARM+FPGA的硬件方案，将工控机从现有的运动控制系统中解放出来，取而代之的是体积小、功耗低、功能强的ARM处理器。强大的嵌入式Linux操作系统保证ARM处理器的功能可以发挥到最佳。

2 硬件系统关键技术设计与实现

本系统采用ARM+FPGA的结构进行运动控制系统的设计，与目前应用中常见的 IPC（Industrial Personal Computer）+板卡的运动控制系统相比具有以下优点[1,2]：

(1) 采用FPGA完成运动控制细节任务，实现硬件软化的设计思想。即具有软件可编程、可重构的特性，又有硬件高性能、高可靠、高一致性的优点。

(2) 采用嵌入式应用方案与现有 IPC+板卡结构相比无论从体积、成本、还是性能方面相比都具有较大的优越性。

(3) FPGA具有高速并行的执行能力，系统的实时性能得到较大的提高。

(4) 将 ARM 中操作底层硬件的驱动程序进行打包，方便应用程序调用，可以较快完成用户的二次开发。

2.1 硬件系统总体设计

工业CT运动控制系统结构如图1所示。该系统以Atmel公司一款ARM9核处理器AT91RM9200[1]和Altera公司的Cyclone系列芯片EP1C6Q240C8[2]为核心。……