皮革行业是我国轻工业的支柱产业之一。作为皮革制品的生产和消费大国,我国皮革产业的快速发展对专用的柔性材料切割设备提出迫切需求。然而市场上的运动控制器,控制卡以通用型居多,底层算法和硬件架构的封闭,不便于开发适用于柔性材料加工的专用数控系统和控制算法。本文基于OMAP-L138+FPGA硬件平台,以柔性材料加工为切入点,围绕底层硬件电路设计、嵌入式操作系统的裁剪和移植、数控应用程序开发及双核通信等方面展开研究,设计了嵌入式专用数控皮革切割机控制系统。针对裁皮机数控系统的整体功能进行了需求分析,并依据分析结果,制定了系统的总体设计方案。采用OMAPL138+FPGA硬件平台,在ARM核上移植嵌入式Linux操作系统,处理非实时任务；DSP核移植DSP/BIOS实时操作系统,负责实时性要求比较高的前瞻和插补计算任务。FPGA设计了高低速IO,分别用于输出脉冲信号和控制信号。围绕主控芯片进行了系统电路设计。在主控单元,针对OMAP-L138处理器核心进行了外围电路设计。电路设计内容包括：电源电路设计、通信接口电路设计(网口、串口、USB、 EMIFA等)、人机交互设备电路设计(LCD液晶屏和触摸屏)。在转接板单元,针对高低速IO接口进行电路设计。电路设计内容包括光耦输入输出电路设计、功率放大电路设计、信号差分电路设计及编码器采样电路设计。针对数控系统功能需求分析中所涉及的非实时性任务,在ARM端系统应用软件设计时,创建了四个线程,分别用来处理网络数据传输、人机交互、加工文件解析以及双核指令和数据交互工作。此外,对用于存储解析结果的数据结构进行了设计,并针对内存空间的使用进行了总体规划。针对数控系统功能需求分析中所涉及的实时性任务,在DSP端数控系统算法设计时,创建了三个任务并规定了任务的优先级别以及一个定时中断。三个任务分别用来完成速度前瞻规划、插补脉冲计算以及同ARM端的通信工作。定时中断,用来将DSP插补计算的结果发送至FPGA。此外,针对DSP和FPGA的数据交互设计了专用的通信协议。针对双核通信,采用TI提供的DSPLink通信组件,设计了用于ARM和DSP进行数据和指令交互的双核通信方案。基于PROC组件,设计了用于大数据读写的数据通信方式,完成零件加工数据的传输工作。采用MSGQ组件和POOL组件设计了消息队列通信方式,实现了对小数据量的加工指令的传递功能。最后,对搭载本控制系统的皮革切割机进行整机测试。实验表明：该控制系统的切割效率高,刀具切割轮廓曲线平滑。验证了系统软硬件设计方案的可行型和控制算法的稳定性。