本文通过对国内外插补运动控制器的研究,根据当前运动控制的发展趋势,提出了基于FPGA和PCI总线的高速高精度运动控制卡的方案,能够实现数控高速高精度的运动控制。首先,在FPGA内部通过原理图和硬件描述语言的结合使用,实现数据缓存模块、空间直线、圆弧和高次曲线的精插补模块、象限处理模块等的设计,同时在算法上提出了流水线优化技术,数据传输上实现无缝传输,并对各插补模块进了仿真对比验证。其次,对控制卡硬件总体方案进行了合理规划,采用Altera公司的功能更强大的Cyclone系列FPGA芯片EPlC12Q240C8作为控制核心,专用接口芯片PCI9054实现PCI总线接口,同时对配置电路、FPGA与PCI总线接口电路、电源电路等实现方法进行详细介绍。最后,设计FPGA与PCI9054芯片的通信程序,并采用功能完善的驱动工具SDK实现PCI总线与上位机的驱动程序,完成上位机与FPGA之间数据传输和插补脉冲的采集,对输出脉冲进行测试、分析和总结。本运动控制卡达到了高速高精度的设计要求。