本文基于SOPC嵌入式技术,研究主、从处理器结构的嵌入式数控系统,并在FPGA从处理器系统中设计了总线接口模块、粗插补模块、精插补模块和手轮脉冲模块等,实现了基于SOPC的数控系统的控制算法。在分析脉冲增量插补和数据采样插补等算法的基础上,研究并提出了一种新型的圆弧割线插补算法。经过与圆弧的切线插补算法及弦线插补算法进行误差分析与对比,并用Matlab进行仿真测试,证实了本算法的正确性,且本算法提高了插补精度。根据数控系统中脉冲增量插补的基本原理,在从处理器系统的FPGA电路中设计出一个精插补器,基于数字积分插补法,实现了多轴联动控制脉冲的输出；并且针对脉冲输出不均匀的问题,提出了脉冲均分的控制算法,用Verilog硬件描述语言设计了控制电路,通过波形仿真,解决了脉冲输出的平稳性问题,并通过电路测试及现场检测,得到了多轴联动控制脉冲的均分输出,从而验证了精插补器的功能。在分析数控系统加减速控制算法的基础上,对直线加减速算法进行了规划,并针对传统的直线加减速过程中会出现速度突变及效率低下的现象,提出了直线加减速的改进方法,通过对同一条曲线的仿真表明,改进后的算法比改进前的算法效率有了明显的提高。目前大多数数控系统插补的基本原理都是通过专用的CAM软件将原有图形划分为许多微小直线段进行插补,这些微小线段间会有拐点产生。本文针对圆弧的割线插补法产生的微小线段而产生的拐点问题进行研究,提出了割线插补时产生拐点的速度限制模型。