聂明星，蒋新华，李光炀，陈兴武，朱娜思

1.中南大学信息科学与工程学院，长沙 410083

2.福建工程学院控制与信息技术研究所，福州 350108

基于ARM-FPGA的NURBS插补嵌入式平台研究

聂明星1，2，蒋新华1，2，李光炀2，陈兴武2，朱娜思1

1.中南大学信息科学与工程学院，长沙 410083

2.福建工程学院控制与信息技术研究所，福州 350108

针对非均匀有理B样条（Non-Uniform Rational B-Spline，NURBS）曲线高速高精加工过程中计算负载高的问题，提出基于ARM-FPGA嵌入式技术的NURBS曲线插补硬件平台，对硬件平台结构进行了设计，利用读写下降沿同步信号解决ARM与FPGA跨时钟域总线传输问题，自主开发了ARM-FPGA嵌入式硬件平台。该平台结构具有小型化、智能化特点，在硬件平台上经实际测试表明，ARM与FPGA之间数据传输稳定可靠，能有效降低单一处理器的计算负载。

非均匀有理B样条（NURBS）；插补器；嵌入式微处理器-现场可编程逻辑阵列（ARM-FPGA）；计算负载

1 引言

NURBS曲线以通用的数学表达式将解析图形和自由形状统一起来，并且被ISO组织确定为自由型零件和产品的唯一表达形式，事实上已经成为工业CAD几何造型的标准。NURBS曲线直接插补较传统大量微小直线段逼近非圆曲线插补具有数据存储量小、信息完整、速度平滑等许多明显的优点，容易实现高速高精度，已得到越来越多数控系统的支持。

但是，与NURBS曲线造型技术相比，NURBS曲线插补技术相对比较滞后。传统的均匀参数插补方法速度波动较大，匀速插补方法误差难以控制[1]；自动调节进给速度插补方法能满足最大轮廓误差要求，但是速度的变化可能超过机床的加减速能力[2]。……