数控技术是微电子技术、自控技术、检测技术、计算机技术等多种学科的集成，决定了国家机械制造的水平，对国民经济的发展具有十分重要的作用。通过对国内外数控技术的现状及发展趋势和对开放式数控系统的研究，并对数控系统的结构和功能进行分析之后，针对基于PC的数控系统结构复杂、成本高、硬件冗余且无法裁剪、软件通用性差、功耗大且可靠性低等缺点，提出并设计了一套以嵌入式微处理器ARM和DSP为硬件基础，以嵌入式Linux操作系统和图形用户界面工具MiniGUI为软件基础的通用数控系统方案。本系统采用双CPU结构，上位机主控制器以ARM9为系统核心模块，主要完成的是人机接口功能，包括输入功能、显示功能、存储功能、NC代码翻译和解释功能、通信功能、参数设置功能、现场编程功能、运行监视功能和故障诊断功能等，对实时性的要求不高，但是对硬件存储量和任务调度有较高的要求。下位机运动控制器以DSP和FPGA组成，完成插补运算和运动规划等，且有很强的中断响应能力，对实时性有着严苛的要求。上位机与下位机之间通过RS-485串行总线进行通信。在给出系统的总体架构设计并对软硬件平台进行选型之后，重点研究了上位机主控制器。以模块化的方式设计了主控制器的硬件电路，包括ARM核心板和底板电路，并详细阐述了ARM与FPGA的硬件连接；搭建了嵌入式Linux系统平台和基于“宿主机-目标机”结构的交叉编译以及开发调试环境；给出了上位机主控制器多任务、模块化的软件构架，提出采用Linux+MiniGUI-Threads多线程模式进行人机交互模块、通信模块和伺服驱动监测与调试模块等的多模块化并行结构设计，包括人机界面设计、FPGA驱动设计、ARM与DSP通信协议设计、伺服驱动控制器调试工具设计等。最后对数控系统的硬件、模块化软件以及系统整体进行了实验室阶段的调试，并获得了预期的效果。结果表明了基于嵌入式Linux数控系统技术途径的可行性，并为下一步对系统功能的丰富、优化和完善奠定了基础。