ARM(Advanced RISC Machines)，既可以认为是一个公司的名字，也可以认为是对一类微处理器的通称，还可以认为是一种技术的名字。目前，采用ARM技术知识产权核的微处理器，即通常所说的ARM微处理器，已遍及工业控制、消费类电子产品、通信系统、网络系统、无线系统等各类产品市场，基于ARM技术的微处理器应用约占据了32位RISC微处理器75%以上的市场份额，ARM技术正在逐步渗入到我们生活的各个方面。然而，在机床数控领域，以ARM处理器为硬件平台的数控系统并不多见。
长期以来，国产数控为了打破国外数控系统的垄断，走了一条基于PC平台的道路，希望以此作为突破口。可是，多年过去，已有一批PC -base数控系统运用于生产实际，但起色并不显著，主要原因分析如下:
(1) PC - base数控系统需要工业计算机的捆绑销售，造成资源浪费和成本的提高。
(2) PC - base数控系统的硬件结构非常复杂，从而导致系统的整体可靠性的降低。
(3) PC - base数控系统的软件操作系统主要有DOS和Windows两种方案，DOS操作系统过于简陋，导致许多功能实现起来非常困难或者无法实现，如网络和USB功能;而Windows操作系统又过于庞大和累赘，系统实时性极差，并存在微软公司的版权问题。
(4) PC - base数控系统需要设计基于ISA /PCI总线的I/O控制卡和专用的运动控制卡。造成硬件结构复杂化。
而ARM微处理器在高性能和低功耗特性方面提供最佳的性能。对于ARM9系列具有以下特点:
(1) 5级整数流水线，指令执行效率高。
(2)提供1.1M IPS/MHz的哈佛结构。
(3)支持32位ARM指令集和16位Thumb指令集。
(4)支持32位的高速AMBA总线接口。
(5)全性能的MMU，支持Linux、Palm OS等多种主流嵌入式操作系统。
(6)MPU支持实时操作系统。
(7)支持数据Cache和指令Cache，具有更高的指令和数据处理能力。
目前，ARM9系列微处理器主要应用于无线设备、仪器仪表、安全系统、机顶盒、高端打印机、数字照相机和数字摄像机等。这些成功的运用为将数控系统软件移植到ARM9微处理器奠定了良好的基础。
一、基于ARM 微处理器嵌入式数控系统的硬件结构
目前，世界上的ARM9系列微处理器有许多种品牌，现以三星公司的ARM9处理器SBC - 2410芯片为例进行说明。SBC - 2410使用ARM920T核，内部带有全性能的MMU (内存处理单元) ，它适用于设计工控产品和移动手持设备类产品，具有高性能、低功耗、接口丰富和体积小等优良特性。
基于SBC - 2410芯片本身的各种特点，主板采用6层板设计，该SBC - 2410主板在尽可能小的板面上(120 mm ×90 mm ) 集成了64M SDRAM、64M NandFlash、1M Boot Flash、RJ - 45网卡、音频输入与输出、USB Host、USB slave、标准串口、SD卡插座、用户按键和一些用户灯等设备接口，并且使用210 mm插针槽引出CPU的大部分信号引脚，可以作为嵌入式电脑系统的一个主板模块，非常适合于数控系统产品的原型设计。系统硬件结构如图1所示，对用原理图名称如表1所示。
从上可以看出，基于SBC - 2410的嵌入式主板具有系统总线、USB、以太网等丰富的功能，相当于一块工业控制计算机主板，但硬件成本却很低，硬件组成结构更简单，性能更可靠。
并且，利用SBC - 2410芯片本身的I/O口即可完成数控系统的输入输出控制，无需设计I/O接口板，如需更多的I/O点，可以通过SBC - 2410的扩展总线实现更多的I/O控制。利用SBC - 2410的5个PWM脉宽调制定时器就可以实现对5个坐标轴的控制，不需要另外选用DSP和FPGA制作运动控制板，极大地简化了硬件结构，降低了硬件成本。
二、基于ARM 微处理器嵌入式数控系统的软件架构
在软件上，选用韩国mizi公司所公布的免费嵌入式Arm - Linux操作系统，基于该平台及其开发工具包，编写和移植丰富的现有软件，如文本编辑器、Web服务器、Ftp /Telnet服务器等。利用L inux操作系统提供的强大功能，可以轻松地实现USB、网络接口等功能。同时，使用L inux操作系统的驱动程序模型，编写I/O控制和运动控制驱动程序。利用SBC - 2410芯片的RTC功能来实现实时控制。整个系统软件架构如图2所示:
数控系统的图形界面处于应用程序层，而专门为数控系统编写的运动控制驱动程序位于底层驱动程序层。
三、结语
总而言之，ARM微处理器为可综合处理器，使用单一的处理器内核就可以实现数控系统所需要的大部分功能，极大地减小了总体芯片的面积和系统的复杂程度。由ARM微处理器构成的嵌入式系统以其低成本，高可靠性与稳定性，在机床数控领域有着美好的前景。它是我国数控系统开发的一条重要解决方案。
