数控技术发展迅速，数控机床种类繁多，对控制速度和控制精度要求越来越高。目前广泛用于数控机床的数控系统，核心处理器基于多是ARM9架构或X86架构，无法同时满足市场对低成本、低功耗、高性能的需求。对插补精度、系统运行速度要求较高的行业，数控系统仍以进口产品为主。本文针对以上需求，研究开发了一种基于Cortex-A8+FPGA的嵌入式数控系统硬件平台。本文的主要工作如下：在研究国内外常用的高档、中低档数控系统硬件结构以及Cortex-A8优越性能的基础上提出基于Cortex-A8+FPGA的嵌入式数控系统硬件平台方案。充分利用Cortex-A8、FPGA高性能、低功耗特点，合理选用外围器件，设计了高性价比的数控系统。利用Cortex-A8丰富的外设资源开发通讯接口电路，利用FPGA的硬件属性，采用硬件编程语言实现数控功能各子模块接口控制逻辑，并完成Cortex-A8核心处理器通过FPGA访问各个子模块的通信协议。设计了一款多轴硬件精插补器，对3次B样条曲线进行算法优化，弥补了Coxtex-A8浮点运算能力不足的问题。其中粗插补以及精插补预处理功能在Cortex-A8中实现，精插补以及多轴同步脉冲发送功能在FPGA中实现，既保证了系统实时性，又提高了插补速度和精度。充分考虑硬件设计的电磁兼容性，优化了数控系统硬件平台板卡布局，并对硬件平台的功能和性能进行了试验验证。