2 系统软件设计
本系统的软件设计分为3部分，分别是基于ARM的程序设计、基于FPGA的程序设计以及基于具体应用的应用程序设计。本系统采用的WINCE操作系统是微软公司推出的开源嵌入式操作系统，资源丰富，集成了以太网、SD卡等常用的驱动，给出了液晶屏驱动程序的标准模块，只需要根据实际使用的液晶屏参数进行相应修改即可，极大的缩短了开发周期。
ARM控制芯片的程序流程图见图5中(a)图所示，系统上电后NAND FLASH的前4K代码会自动拷贝到S3C2440内部自带的SRAM中运行，这部分程序是系统的启动代码，首先进行初始化，包括时钟、工作频率、液晶屏等硬件的初始化，之后会将操作系统镜像拷贝到DRAM中运行，如果应用程序有变更或更新，则通过总线将SD卡中的应用程序拷贝到为FPGA配置的SRAM中。如果通过液晶屏或者按键输入要执行的任务，则给FPGA传送控制指令，FPGA调用相应的应用程序控制电机执行操作。FPGA运动控制芯片的程序流程图见图5中(b)图所示，系统上电后首先进行硬件初始化，然后进行系统自检，如果自检发现有错误则进行报警处理，否则系统进入到控制状态，要实时监测是否接收到来自ARM的控制指令，如果有，则调用相应的电机控制程序并执行。应用程序的设计为用户根据具体的应用开发，本文不做介绍。
3 设计注意事项
通过实际调试，在设计中有以下几方面应予以重视。
1)由于系统的+5 V输入电源是由伺服驱动模块提供，为了避免干扰，建议用一个103的瓷片电容、一个100μF的电解电容以及一个型号为GSMA321611-U0031的磁珠进行滤波处理。
2)在设计PCB(Printed Circuit Board)时，模拟地和数字地应该分开布局，分别布线。SD卡、液晶屏的金属外壳应该做接地处理，为机壳地，应该单独走线。最后用型号为GSMA321611—U0031的磁珠将数字地、模拟地、机壳地进行共地处理。
3)由于变压器一滤波器芯片HS9016输出为差分信号，在PCB布线时尽量走等长线，用带屏蔽的双绞线与伺服驱动模块进行通信。
4)TPS75003是一款开关电源芯片，建议严格按照其给出的参考布局进行PCB布局，否则极有可能造成电源输出不稳定而导致整个系统瘫痪。
5)由于该控制系统的PCB为六层板，建议在设计PCB时，对于电源部分的设计采用内层分割和填充技术，去掉内层，局部制作成两层板，这样可以有效防止电源与其他电路相互干扰。
6)操作系统建议采用Wince，其BSP自带USB、SD、以太网驱动，设计时无需改动。液晶屏也给出了标准模板，提供了API函数，只需根据实际硬件设计情况修改相关寄存器即可，如此会大大降低开发难度和缩短开发时间。
4 结束语
随着集成电路、计算机技术、嵌入式技术在生产、生活中的应用越来越广泛，基于各种嵌入式平台的机电一体化技术已经到来，并成为最具开放性的控制体系结构。将这种新型的控制体系应用于特种工业缝纫机领域，社会效益和经济效益良好。
