多轴控制系统是目前工业驱动、航空航天、自动化生产机械、移动机器人、3D打印以及电动汽车领域的核心之一,目前无论是学术界还是工业界均投入了大量的人力物力成本来满足不断发展的控制精度、系统成本等需求。论文即以多轴控制系统的高性能、低成本实现为目标,研究多轴控制系统高效的实现方式,研究多轴控制系统的具体系统硬件设计、软件开发以及相关软件开发工具等。论文设计了一种基于异构多核芯片Zynq的软硬件结合系统,实现了高性能、低成本的多轴控制系统。论文提出了一种基于高层次综合工具(HLS,High-Level Synthesis)实现的软硬件系统级设计流程,实现了高效、便捷的软硬件混合系统开发。在HLS工具的帮助下,论文实现了C、C++等高层次描述代码实现的算法系统到寄存器级(RTL,Register Transfer Level)描述代码的转换工作。论文首先研究了Zynq芯片的基本组成结构,并根据控制系统的算法具体需求研究该系统的软件、硬件划分方式和划分结果。然后在既定的多轴控制系统需求的基础上,论文还讨论了具体的多轴控制系统机械实验平台以及硬件电路驱动系统的开发。然后在系统具体划分结果的基础上实现该控制系统具体的算法模块、软硬件配置、具体芯片开发等工作。在该系统开发完成之后,论文列举了核心算法模块的测试结果,讨论了控制系统的性能试验、多轴同步实验等结果。通过这些测试及实验结果说明本论文设计的多轴控制系统具有开发便捷、实现过程高效、资源占用量少、控制性能高以及轴间同步效果好等优点。同时这些实验结果的给出也验证了本论文提出的基于HLS工具的软硬件开发流程的可用性和高效性。