随着我国工业化整体水平的不断提高，运动控制技术越来越突显出其重要的地位与作用，在某些领域与行业中甚至还处于核心技术地位。运动控制技术是推动新的产业革命的关键技术，能大大提高自动化程度和生产的柔性，其独特的作用使该技术近年来有了很大发展，运动控制产业将进入持续快速增长的阶段。本文从国内外运动控制技术发展状况出发，分析了我国在该领域的不足和在该行业与发达国家之间的差距。目前在国内市场上有很多功能强大的运动控制芯片，不过这些产品大部分都是国外的，且这类芯片都已经把电路固化，存在功能无法自定制、重构升级难等问题。鉴于以上考虑，本课题提出利用FPGA强大的数字电路设计能力、丰富的内部资源、可重构等特点设计出一款具有自主知识产权、性价比高的多轴运动控制专用芯片。围绕运动控制技术中的关键技术如：速度控制、插补技术、位置控制，本课题主要做了以下几个方面的工作：（1）分析国内外运动控制技术发展状况，并比较运动控制技术中的关键技术的几种常用算法，最终选择了DDA插补算法、梯形加/减速和S曲线加/减速控制、增量式数字PID算法等，并提出和设计了合理的硬件结构。（2）对DDA直线插补算法、DDA圆弧插补算法的原理做了深入的研究，并在此理论基础上在FPGA里实现了DDA直线插补模块和DDA圆弧插补模块。为减小误差和匀化积分器溢出脉冲，使用了半加载和左移规格化的处理方法；利用已经实现了的DDA直线和圆弧插补模块设计出连续插补器；另外对位模式插补实现方法做了深入的研究，并在FPGA里实现位模式插补模块。（3）对梯形加/减速和S型曲线加/减速算法原理做了深入的研究，并在此基础上使用状态机的思想设计出性能和功能达到要求的加减速控制器。在本文中详细的介绍了其硬件实现过程。本课题设计的速度控制模块通过相应的数据设置可以实现恒速、线性加减速、S曲线加减速、急停或减速等功能控制。（4）对比分析几种PID控制算法，考虑到很多先进的PID控制算法比较复杂，用硬件实现起来困难，而传统的PID调节算法简单，参数整定容易，适用性强，可靠性高等特点，最终选择使用传统增量式PID算法在FPGA里实现。另外分析并设计编码器反馈信号处理模块、位置管理模块，这些模块都用于位置控制部分。（5）对芯片进行管脚分配及内部寄存器功能管理定义，并对基于FPGA的运动控制芯片内部的其他一些功能模块的的实现原理及方法进行了阐述，这些功能模块包括稳速功能模块、中断管理模块。最后通过对应用此芯片开发的运动控制器进行调试，通过调试现象说明了该课题设计的运动控制芯片的固件驱动合理、IP核逻辑功能正确。