实时性要求较高的功能。主要包括插补运算、加减速控制、位置控制、 PWM 脉冲生成、

编码反馈、状态监控、故障处理、 A/D 转换、其他 IO 控制等。本设计采用模块化设计，

根据所要实现的功能对控制器软件结构进行模块划分。基于 DSP+FPGA 的开放式机器

人运动控制系统软件结构如图 2.3 所示，其中右侧阴影部分即为基于 DSP+FPGA 的开放

式机器人运动控制器软件结构。在控制器软件结构中，插补计算、加减速控制、位置控

制等数据运算全部在 DSP 实现， PWM 脉冲生成、编码反馈、状态监控、故障处理、 A/D

转换、其他 IO 控制等所有控制任务全部在 FPGA 中实现。这样充分利用了 DSP 数据与

程序分离的哈佛结构和流水线操作以及特殊的乘法器结构所带来的强大数据处理能力

以及 FPGA 高主频、低功耗和强大的并发控制能力，使系统获得更快的速度和更强大的

数据处理能力。

2.5.4 开放式机器人运动控制器开放性与高速控制的实现

开放式机器人运动控制器与封闭式的机器人运动控制器相比较，其突出的特点就是

结构灵活，具有软硬件可重构功能，可方便地对系统软件和硬件结构进行修改和升级，

使得系统具有良好的开放性。另外，由于机器人运动控制器主要完成一些实时性要求较

高的任务，因此开放式机器人运动控制器必须具备较好的实时性。本设计中通过如下软

硬件方面的设计来保证开放式机器人运动控制器的开放性与高速控制特性：

(1) 运动控制器开放性的实现：机器人运动控制器开放性的最主要特征是软硬件可

重构。硬件的可重构，指的是对硬件结构可以方便作出修改、替换与升级等。硬件的可

重构，可通过采用 FPGA 编程来最大限度地代替分立元件来实现。目前在开放式运动控

制器的设计中，一般只使用 FPGA 来实现逻辑连接和地址译码。其他大部分功能还是由

独立芯片去实现。在本设计中通过充分利用 Xilinx FPGA 的 IP 核实现了双端口 RAM 和