随着计算机技术的飞速发展，为数控系统的发展提供了丰富的软硬件资源。开放式数控系统中所有具有运动控制功能可以完全在PC中通过软件实现，实现硬件功能软件化。针对开放式数控系统的开发特点，结合本实验室的研究项目，本文开发出了开放式的嵌入式数控系统。本系统采用软件实现运动控制的功能，增强了数控系统的稳定性、可靠性、易扩展性和易维护性，使得数控系统只要进行小范围改动就能满足不同应用的需要，从而缩短了数控系统的开发周期、降低了开发成本。充分利用了PC机不断提高的计算速度、不断扩大的存储量和性能不断优化的操作系统。本论文的主要研究内容包括：在分析数控系统的发展现状和发展趋势的基础上，确定以开放性的嵌入式数控系统作为研究方向。设计出了嵌入式数控系统的体系结构，按照软硬件的角度划分为软件结构和硬件结构并分别进行了设计，采用ARM开发板作为数控系统的硬件平台，Linux作为操作系统，使得软硬件都有很高的稳定性和可移植性。针对嵌入式开发的特点，在ARM平台和Linux操作系统上搭建起了嵌入式开发环境，包括编译环境、图形基础环境和图形用户界面环境的搭建，并使用Tcl/Tk和GTK完成数控系统界面的设计和开发。由于数控系统运动控制部分对系统实时性要求比较高，在分析Linux实时性不足的基础上，探讨了Linux实时化方法，针对本文所研究平台的特点，采用Xenomai的实时化技术对Linux内核进行重新编译和配置，搭建完成Xenomai/Linux双内核实时操作系统。完成了数控系统的整体设计，并将本文硬件平台上完成的数控系统和Intel平台上的两种不同处理器上的数控系统进行了比较，测试了Xenomai/Linux双内核实时操作系统的实时性，并通过G代码测试了数控系统的性能。