[发明专利]一种基于FPGA的三次B样条曲线的硬件插补器

权利要求书

1.一种基于现场可编程门阵列（Field－Programmable Gate Array，FPGA）的三次B样条曲线硬件插补器，其特征在于，包括ARM/FPGA数据交互模块、样条曲线参数计算模块、精插补点计算模块、脉冲发送模块以及浮点运算模块，其中：

所述ARM/FPGA数据交互模块，用于从ARM接收三次B样条曲线的控制点数据，并将其存入随机存储器（Random Access Memory，RAM）中；

所述样条曲线参数计算模块，用于从所述RAM中读取三次B样条曲线的控制点数据，并计算三次B样条曲线的系数；

所述精插补点计算模块，用于从样条曲线参数计算模块获取三次B样条曲线的系数，先进行递推前的预计算，继而计算每个精插补周期的插补点数据；

所述浮点运算模块，用于在精插补点计算模块进行插补计算过程中，完成整型计算，浮点计算和数据格式转换；

所述脉冲发送模块，用于接收精插补点计算模块输出的每个精插补周期的插补点数据，并根据所述插补点数据输出每个精插补周期的插补脉冲量。

2.根据权利要求1所述的硬件插补器，其特征在于，所述RAM为双口RAM，进行乒乓操作，在ARM/FPGA数据交互模块将B样条曲线的控制点数据写入双口RAM中的一个RAM时时，样条曲线参数计算模块从双口RAM中的另一个RAM时读取B样条曲线的控制点数据，双口RAM中的两块RAM轮流进行读写操作。

3.根据权利要求1或2所述的硬件插补器，其特征在于，所述样条曲线参数计算模块包括坐标平移模块和曲线参数计算模块，其中：

所述坐标平移模块用于对三次B样条曲线的控制点进行坐标平移，将坐标系平移到第一个控制点上；

所述曲线参数计算模块用于根据平衡后的控制点计算样条曲线参数，样条曲线参数的计算公式为：

R3=4Q′i+Q′i+16R2=Q′i+12TR1=Q′i+1-2Q′i2T2R0=Q′i+2+3Q′i-3Q′i+16T3]]>

其中，0,Q′_i,Q′_i+1,Q′_i+2为平移后的控制点，R₀,R₁,R₂,R₃为三次B样条曲线的方程p(u)＝R₀u³+R₁u²+R₂u+R₃(0≤u≤1)的系数。