数控技术是伴随着电子计算机的发展而发展起来的一种自动控制技术，是计算机技术与传统机械学相结合并以机械学、电子学、计算机科学、控制科学四大学科为基础的综合性应用科学。当前，我国沿着经济、高速、高精度和高度自动化等几个方向发展数控技术；其中，发展经济型数控系统是适合我国国情的重要策略。在现阶段，大力发展经济型数控系统是快速提高机床数控率，缓解数控人才培养压力和改变数控技术教学实训装备不足困境的有效途径。 本文在分析了我国经济型数控系统的发展现状和主要构成方案的基础上，针对近年来数控系统发展所出现的模块化、嵌入式、可重构的新特点，提出了基于高性能嵌入式处理器（如ARM、Nios2）和低成本FPGA（如AlteraCyclone系列）的经济型数控系统硬件构成方案，设计了新方案的系统体系结构，探讨了软件实现粗插补，由FPGA芯片实现多轴脉冲均匀分配，进而完成硬件精插补的二级插补策略。该方案与传统方案相比，具有性价比高，可升级性和可扩展性好的突出优点。 论文重点研究了新方案中基于FPGA可重构平台的多轴联动硬精插补器的设计和实现。插补器完成了DDA插补算法的硬件实现，实现了多轴输出脉冲均匀化和四轴联动，并能作为自定义Avalon总线外设与通用嵌入式处理器实现FPGA的片上或片外连接。配置后的FPGA可以作为功能完整的多轴联动硬插补芯片应用于数控系统、机器人控制等运动控制领域。 论文还给出了一个应用硬插补芯片实现三维雕刻机的经济型简易数控系统的实例。通过SoPC技术，利用Altera公司的Nios2处理器软核与插补器构建了一个数控系统硬件平台；软件上通过移植uCLinux嵌入式操作系统，实现了网络通信、代码解释、粗插补运算等功能。经测试，系统基本实现了预期指标。