隨著信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展，數(shù)控技術(shù)開(kāi)始逐步走向網(wǎng)絡(luò)化。嵌入式系統(tǒng)是一種“完全嵌入受控器件內(nèi)部，為特定應(yīng)用而設(shè)計(jì)的專(zhuān)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)”。嵌入式系統(tǒng)的中央處理器可以分為微控器、數(shù)字信號(hào)處理器以及微處理器。中央處理單元的執(zhí)行速度快，而且簡(jiǎn)單豐富，從而提高了嵌入式系統(tǒng)計(jì)算能力。嵌入式系統(tǒng)趨于網(wǎng)絡(luò)化，而且開(kāi)發(fā)工具也逐漸的開(kāi)始完善。由于嵌入式有著很多的優(yōu)勢(shì)條件，被實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)控、數(shù)字制造等工藝領(lǐng)域廣泛使用。

1 嵌入式系統(tǒng)模型的特點(diǎn)

1.1 嵌入式系統(tǒng)模型

嵌入式系統(tǒng)可以稱(chēng)為是包含在復(fù)雜非電子系統(tǒng)內(nèi)部的專(zhuān)用電子系統(tǒng)，而這也算是嵌入式系統(tǒng)模型的意義。非電子系統(tǒng)可以擬成為嵌入式系統(tǒng)外部的環(huán)境，也叫做被嵌入系統(tǒng)。在一個(gè)大的系統(tǒng)之內(nèi)，一般有許多個(gè)嵌入式系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)可以和外界取得通信的連接。嵌入式系統(tǒng)能夠服務(wù)于被嵌入系統(tǒng)，當(dāng)然也是響應(yīng)于外界的輸入，也算是嵌入系統(tǒng)數(shù)據(jù)自身的響應(yīng)。

在現(xiàn)代機(jī)電控制系統(tǒng)中，主要分為微控制器、傳感器、DSP、可重構(gòu)邏輯、執(zhí)行器以及中央處理器。它們都是由網(wǎng)絡(luò)加以控制，所以也稱(chēng)為嵌入式網(wǎng)絡(luò)數(shù)控系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)是一種廣義的詞語(yǔ)，也可以指介質(zhì)互聯(lián)的結(jié)構(gòu)，或者是NOC片內(nèi)網(wǎng)絡(luò)。

1.2 嵌入式系統(tǒng)可重構(gòu)功能

嵌入式系統(tǒng)內(nèi)的CPU單元多以精簡(jiǎn)指令來(lái)計(jì)算。而相比較微處理機(jī)和專(zhuān)用芯片方法，人們需要一種新的方法和技術(shù)路線，讓其具有微處理機(jī)更好的可編程和柔性，以及專(zhuān)用芯片更可靠、速度更快的性能。軟件控制著嵌入式系統(tǒng)的可重構(gòu)功能。通過(guò)使用可重用的資源，重構(gòu)計(jì)算平臺(tái)，可以適用于不一樣的應(yīng)用需求。可重構(gòu)最主要的意義是可重用資源，F(xiàn)PGA未出現(xiàn)時(shí)，可重構(gòu)系統(tǒng)基本使用重組的方法，功能部件用重用資源。FPGA出現(xiàn)之后，重用資源利用配置文件的方法，就可以定義每一種線的連接和門(mén)的性質(zhì)，變化硬件的原本功能。廣泛的說(shuō)，這樣的功能有著硬軟件可重構(gòu)性。而正是因?yàn)榍度胧较到y(tǒng)能夠剪裁硬軟件，有著可重構(gòu)的功能，才能夠?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)控技術(shù)和系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，也給網(wǎng)絡(luò)數(shù)控系統(tǒng)帶來(lái)了重用和開(kāi)放的性能。

2 嵌入式新型網(wǎng)絡(luò)數(shù)控系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

2.1 嵌入式網(wǎng)絡(luò)數(shù)控硬件體系結(jié)構(gòu)

在整個(gè)嵌入式網(wǎng)絡(luò)數(shù)控系統(tǒng)體系之中，總共有好幾個(gè)嵌入式的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。數(shù)控操作與管理系統(tǒng)和顯示輸入裝置相互連接，可以實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互的功能。而且數(shù)控操作管理系統(tǒng)能夠獲取和編譯加工代碼，檢查系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的故障。網(wǎng)絡(luò)數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)的以太網(wǎng)絡(luò)，可以連接外部網(wǎng)絡(luò)，控制數(shù)控系統(tǒng)的調(diào)試和運(yùn)行。而顯示和鍵盤(pán)輸入裝置比數(shù)控操作管理系統(tǒng)更能夠?qū)崿F(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)的交互，它還能夠輸入數(shù)據(jù)和操作的命令，顯示加工的狀態(tài)。

插補(bǔ)器和運(yùn)動(dòng)控制器能夠?qū)崿F(xiàn)插補(bǔ)和間隙補(bǔ)償?shù)倪\(yùn)算，將速度控制的信息發(fā)送到嵌入式伺服控制器中。而嵌入式PLC能夠完善數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)的所有邏輯控制，完成PLC的主要功能。速度和位置伺服控制器可以綜合的調(diào)整加工軸的速度和位置。而系統(tǒng)除了可以使用NC客戶(hù)端來(lái)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控之外，還可以利用Web瀏覽器。

系統(tǒng)的線路連接為，NC操作系統(tǒng)用EIA—RS—485線路連接運(yùn)動(dòng)控制器。運(yùn)動(dòng)控制器用EIA—RS—485線路和嵌入式PLC相聯(lián)。NC操作系統(tǒng)用以太網(wǎng)來(lái)連接TCP/IP協(xié)議、全球數(shù)字系統(tǒng)。無(wú)論是嵌入式還是網(wǎng)絡(luò)數(shù)控系統(tǒng)，都可以實(shí)現(xiàn)和工業(yè)電腦一樣的數(shù)控功能。網(wǎng)絡(luò)數(shù)控系統(tǒng)和技術(shù)，依靠網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，成為在線的控制執(zhí)行單位，而數(shù)控遠(yuǎn)程控制可以和NC客戶(hù)聯(lián)系。

2.2 嵌入式網(wǎng)絡(luò)數(shù)控軟件體系結(jié)構(gòu)

在嵌入式網(wǎng)絡(luò)數(shù)控軟件體系結(jié)構(gòu)中，控制與運(yùn)算軟件是指PLC程序、數(shù)控程序以及伺服運(yùn)動(dòng)控制軟件。而組態(tài)軟件模塊的設(shè)計(jì)主要是應(yīng)用于特定的功能。通用性的設(shè)計(jì)約束開(kāi)發(fā)和標(biāo)準(zhǔn)接口，例如插補(bǔ)計(jì)算、運(yùn)動(dòng)控制、加工代碼編譯模塊等。

輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)是為