华中世纪星数控单元硬件体系结构如图2-1所示。

华中世纪星数控单元是基于工业PC（IPC）的具有开放式体系结构的数控单元，由工业PC及自主设计的CNC控制板组成。数控单元主要包括下列功能接口：

1）驱动接口：用于连接各种脉冲式接口伺服驱动系统和步进驱动系统。

2）I/O接口：包括开关量I/O接口、模拟式I/O接口和脉冲式I/O接口，用于连接机床的开关量输入/输出、MCP和MDI键盘接口电路、主轴单元接口电路、手摇脉冲发生器等部件。

图2-1 华中世纪星数控单元硬件体系结构

3）网络接口：实现与CAD/CAM、FMS/CIMS和企业Intranet互连。(www.daowen.com)

数控单元硬件核心部件IPC采用具有PC104总线Intel586以上的工控机，板上集成了一个IDE硬盘接口，一个双向并行口，一个RS232串行口，键盘口，鼠标口，一个VGA接口，一个72-Pin.SIMM插槽（可装8MB、16MB、32MB、64MB内存条），而且还集成了网络接口、LCD显示接口，一个Flash Rom插座（最大可装72MB Flash Rom）。

数控单元采用5.7in及以上的液晶显示屏，8MB Flash ROM（可扩至72MB）程序断电存储，16MB RAM（可扩至64MB）加工缓冲区，配备CF卡，可装载和存储大容量加工程序，具有巨量程序加工能力，不需DNC，可直接加工高达2GB的G代码程序，利用以太网、RS232等接口可轻松实现机床联网。

数控单元的MCP和MDI键盘接口电路、进给轴接口电路、主轴接口电路都集成在一块大电路板上——世纪星CNC主板。其核心器件是ACTEL公司的FP-GA芯片——A42MX09、A42MX16。A42MX09片内集成了一万门逻辑门，A42MX16片内集成了一万五千门逻辑门，依靠内部的逻辑单元及它们的连接构成复杂的逻辑电路，实现多级逻辑功能。

不同用户在实际使用中会搭配不同数量的进给驱动装置，如果数控单元都具有最大数量的接口当然可以被不同用户所使用，但成本和价格就会提高，单个用户必须付出更多费用，而且某些接口也许永远用不上，造成极大的资源浪费。针对这一情况，世纪星系列数控单元采用双FPGA设计。

一个FPGA芯片负责控制开关量接口电路，如MCP、MDI键盘接口电路，主轴接口电路，以及部分进给轴控制接口。另一个FPGA芯片则负责控制另外一部分进给轴控制接口。

两个FPGA芯片通过PC104总线由IPC控制。利用FPGA芯片的灵活性，在不改变硬件电路的情况下，通过改变FPGA芯片的固件，以及两个FPGA芯片灵活搭配，可最大限度地降低成本和提高性能。