基于嵌入式linux的数控雕刻机的软件架构设计

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1、淮阴工学院毕业设计（论文）外文资料翻译学院：机械工程学院专业：机械设计制造及其自动化姓名：型学号：1081101738外文出处：IEEEProceedingsofthe2009IEEEInternationalConferenceonMechatronicsandAutomationAugust9・12，Changchun,China附件：1•外文资料翻译译文；2•外文原文。指导教师评语：签名：年月H注：请将该封面与附件装订成册。附件1:外文资料翻译译文基于嵌入式Linux的数控雕刻机的软件架构设计赵军奇1李

2、辉2龙飞鹏2航天和航空研究所中国电子科技大学中国S四川省，成都市610054,摘耍-嵌入式系统己经被广泛应用在工业控制等诸多领域。随着嵌入式应用系统的规模和复杂性不断提高，嵌入式软件系统正变得越来越复朵。对与一个特殊的控制对象來说，设计合适的嵌入式软件架构是尤其重要的。同时，NC（数控）雕刻机的各种功能和非功能需求的不断提高。口前，大多数的软件架构的数控雕刻机即没有操作系统的支持，也无法满足这些要求。虽然有一些商业操作系统的支持的雕刻控制系统，但是较昂贵，而且也不利于企业发展具冇自主知识产权的软件。为了解决上述

3、问题，文中设计了基于嵌入式Linux和DARTS方法的新软件架构数控雕刻机。首先是数据流图系统的数据流分析，然后系统根据HGamma原理被划分成不同的任务。此外，述分析了任务间的同步和通信。最后，进行了实时分析。使用这种软件架构，软件系统变得简单明了，不同的控制元件，根据不同的时间粒度可以无缝集成。通过实际应用，证明可以实现低成本的数控雕刻系统的各种要求。大大提高了系统的灵活性和适应性。索引术语:ARM嵌入式Linux雕刻FPGA软件架构—＞简介随着规模和复杂性的嵌入式的软件系统增加，软件架构的重耍性已经超越算

4、法和数据结构的计算。设计系统总体结构出现了一种新的问题"。好的体系结构可以帮助确保系统满足关键性能的要求同时，也能满足可靠性、可移植性、可扩展性、和互操作性。坏的体系结构可能是灾难性的。架构设计是从系统点视图到整体系统的高层次设计。不同专家对软件体系结构冇他们自己的定义。毕竟，在不同的领域和环境中它是一个解决实际问题的工具，因此各类架构模型定义已发布。虽然不同的定义冇所不同，我们可以看到描述系统体系结构其总的结构概念的核心之处冇很大程度的通用性。这种结构通过了最高水平设计决策，包括诸如系统是由如何相互作用，相互

5、作用的主要途径在那里，什么是关键性能的部件。关键的一步，软件架构设计是分到一些管理子系统和子系统Z间的接口设计。软件架构设计不仅应考虑如何满足系统的功能和性能耍求，而且也要满足无功能方面的需求，如可靠性，可扩展性，可移植性和可用性。还没有统一方法的软件架构，尤其是在嵌入式系统中。嵌入式Linux可以通过标准Linux裁减小型化处理，并可以存储在容量只冇几百KB或者几MB非易失性存储器或微控制器屮。它是一个特殊的Linux操作系统，适用于特定的嵌入式系统⑵。Linux已经成为一个成熟的，高性能，稳定可靠，可替代传

6、统的专有嵌入式操作系统⑶。Linux不仅拥有适应性，灵活性和稳定性，而11还具有强网络功能。此外，Linux是一种免费开放源码软件⑷。口前，大多数的雕刻机数控软件架构是没有操作系统的支持和不能满足不同的需求。这些架构具有结构简单，但软件开发周期长，开发成本是昂贵的，软件的质量不能保证可移植性和可扩展较差。虽然冇一些商业嵌入式操作系统的数控雕刻系统，如WindowsCEo系统生产成木高，还有昂贵的专利费。因此，它不利良好的企业发展与独立软件知识产权。一个使用开源操作系统嵌入式Linux,生产成本可以减少，没有许可

7、费，交叉开发工具链，也是免费的。此外，有诸多优点，如缩短开发时间，因为开源设备驱动程序和可重复使用应用程序，方便的开发环境配置模块的功能，文件系统管理和开源社区等容易解决的问题⑸。在以上的基础上，金业可以开发具有门主知识产权的数控软件和其他各项耍求。嵌入式Linux已成为当前在嵌入式系统的研究重点。二、硬件模型模型是对现实的抽象，它可以明确对现实的描述。为了获得雕刻控制系统模型,系统的主要硬件部分抽象为图1数控雕刻控制器的硬件ARM和FPGA（现场可编程门阵列）与软件架构。控制器的主控芯片采用32位RTSC（精

8、简指令集计算机）ARM三星公司的基于ARM920T的结构微处理器芯片S3C2440的。它具有很高的工作效率400MHz和多种通用接口，如综合，集成USB,UART串口，液晶，VGA和以太网控制器等。此外，提供片上存储器管理单元（MMU）,这是用来实现虚拟内存管理，使Linux可以很容易地移植到ARMoAlter公司旋风FPGAEP1C6通过作为减轻负担的主控芯片的奴隶芯片。NANDFl