【編者按】數(shù)控系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床的“大腦”，而CPU、基于CPU芯片的數(shù)控系統(tǒng)控制板卡的讯、操作系統(tǒng)以及數(shù)控系統(tǒng)現(xiàn)場總線等軟硬件平臺則是數(shù)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)平臺，是決定“大腦”性能的關(guān)鍵部件收黔。目前某现，國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)CPU被國外產(chǎn)品所壟斷，因此在器件采購颊嘱、應(yīng)用軟件的升級宋睦、數(shù)控成套裝備的集成方面都受制于國外公司阁陌，嚴(yán)重制約了國產(chǎn)高檔數(shù)控系統(tǒng)性能與可靠性的提高。 為了給數(shù)控機(jī)床安上純正的“中國腦”琐侣，中國科學(xué)院沈陽計算技術(shù)研究所有限公司成功解決了基于國產(chǎn)微處理芯片與現(xiàn)場總線的數(shù)控系統(tǒng)開放問題奖朴，使國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床安裝“中國腦”不再是夢想。

　　為了給數(shù)控機(jī)床安上純正的“中國腦”汇径，中國科學(xué)院沈陽計算技術(shù)研究所有限公司(以下簡稱沈陽計算所)承擔(dān)了高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備國家科技重大專項的基于國產(chǎn)龍芯CPU芯片的高檔數(shù)控裝置曼刀、開放式數(shù)控系統(tǒng)支撐技術(shù)創(chuàng)新平臺建設(shè)等多項課題，成功解決了基于國產(chǎn)微處理芯片與現(xiàn)場總線的數(shù)控系統(tǒng)開放問題史隆，使國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床安裝“中國腦”不再是夢想节芥。

　　從牽著走到領(lǐng)著跑

　　數(shù)控系統(tǒng)長期受制于人是中國數(shù)控機(jī)床業(yè)的短板。通過攻關(guān)逆害，沈陽計算所成功建立了統(tǒng)一硬件抽象層概念和跨平臺統(tǒng)一通訊建模方法和通訊機(jī)制头镊，開發(fā)了數(shù)控軟件的龍芯平臺跨平臺編譯運(yùn)行技術(shù)以及基于自動配置的多平臺編譯技術(shù)。

　　為了使數(shù)控軟件與系統(tǒng)硬件平臺和軟件平臺解耦合魄幕，進(jìn)一步跨平臺相艇，沈陽計算所提出了統(tǒng)一硬件抽象層的概念 HAL(HardwareAbstractionLayer)。HAL硬件抽象層隱藏了不同數(shù)控硬件平臺的硬件接口細(xì)節(jié)纯陨，為上層的系統(tǒng)提供標(biāo)準(zhǔn)的穩(wěn)定的虛擬硬件平臺坛芽，使數(shù)控系統(tǒng)軟件具有與硬件無關(guān)的特性，從而達(dá)到可在多種平臺上進(jìn)行跨平臺移植的目的翼抠，進(jìn)一步保證系統(tǒng)的可伸縮性和可擴(kuò)展性咙轩。同時，為了實現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)不同模塊之間的跨平臺通訊阴颖，沈陽計算所設(shè)計了龍芯高檔數(shù)控硬件平臺活喊，通過增加系統(tǒng)中處理器/控制器的數(shù)量，大大提高了平臺計算能力孽衩。

　　針對高箫俯、中檔數(shù)控系統(tǒng)的用戶需求不同，沈陽計算所采用平臺抽象層屏蔽操作系統(tǒng)調(diào)用接口的差異;采用多平臺的編譯技術(shù)解決數(shù)控軟件的跨硬件平臺兼容性;采用統(tǒng)一通信庫實現(xiàn)數(shù)控軟件模塊間的跨平臺通信等關(guān)鍵技術(shù)陌沟，保證了數(shù)控軟件一次設(shè)計怕事，可以在x86、龍芯截巢、ARM等不同硬件平臺和不同操作系統(tǒng)上無縫編譯運(yùn)行旅测。在數(shù)控系統(tǒng)軟件設(shè)計過程中，沈陽計算所將與硬件相關(guān)的代碼封裝為硬件抽象層呻蚪，實現(xiàn)硬件平臺特性代碼與軟件功能代碼分離兆布。

　　從創(chuàng)新技術(shù)到批量應(yīng)用

　　課題不僅解決了基于國產(chǎn)龍芯處理器的跨平臺技術(shù)，還開發(fā)出多通道多軸聯(lián)動及復(fù)合加工控制、高速程序預(yù)處理材圈、智能故障診斷與遠(yuǎn)程監(jiān)控插驾、數(shù)控總線協(xié)議等關(guān)鍵技術(shù)，制定了國內(nèi)首部具有自主知識產(chǎn)權(quán)數(shù)控總線技術(shù)國家標(biāo)準(zhǔn)三稿。

　　基于國產(chǎn)龍芯處理器芯片的藍(lán)天數(shù)控系統(tǒng)是課題繁衍出的重要產(chǎn)品篇裁。它的成功研制，顯著提升了我國數(shù)控裝置的自主化程度赡若、產(chǎn)業(yè)化水平达布。

　　藍(lán)天數(shù)控系統(tǒng)采用國產(chǎn)龍芯處理器芯片和自主產(chǎn)權(quán)的現(xiàn)場總線，可擴(kuò)展多種總線和傳感器接口逾冬，功能和性能達(dá)到了國際高檔數(shù)控系統(tǒng)先進(jìn)水平黍聂，但較國外同類產(chǎn)品用戶使用成本大幅降低，可以廣泛應(yīng)用于機(jī)床身腻、自動化生產(chǎn)線产还、柔性制造等領(lǐng)域，實現(xiàn)了自主可控的軟硬件平臺在工業(yè)控制領(lǐng)域的批量應(yīng)用嘀趟，進(jìn)一步提高了國產(chǎn)裝備制造業(yè)的競爭力和自主可控性脐区。

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