當托馬斯和愛迪生發明了電動機后，美國勝家(Singer)公司于1889年發明了全世界第一臺電動機驅動縫紉機后，同時也開創了縫紉機工業的新紀元。二戰后，工業縫紉機制造的霸主地位已逐漸被日本所占據。進入21世紀后，中國已成為工業縫紉機制造業的新盟主。可是面對工業縫紉機市場的日趨飽和以及服裝制造全行業的利潤日益下降的窘況，各國的縫紉機制造商又重新把市場的焦點投向家用市場，勝家公司更是希望重現一百年前美國家庭每戶擁有一臺腳踏式縫紉機的輝煌歲月。

　　如今，美國勝家、日本兄弟以及中國飛躍都相繼上市家用電腦繡花機或刺繡機，以期待縫紉機再次敲開老百姓的家門，可受限于芯片技術的發展，使得家用電腦繡花機的智能化程度、制造成本、維修方式都難于達到民品的標準。為此，北京中科億芯信息技術有限公司使用本公司自主設計的EraSoC-1000C處理器芯片所開發的家用電腦繡花機方案，采用了linux2.6內核，并添加實時補丁(rtlinux)以使其具備更完善的實時系統功能；精致的Qtapia圖形系統軟件(以下簡稱QT)，避免了采用WinCE而帶來的昂貴授權費用，大大降低了電子控制系統的制造成本，使得電腦繡花機走入家庭變得指日可待。

　　系統簡介

　　EraSoC-1000系列芯片作為國內唯一的基于龍芯內核的高性能SoC，憑借其強大的CPU處理能力、64位浮點運算能力，高效的總線架構、可實現低功耗的動態變頻技術、豐富的片上設備，已廣泛地應用在國內各種嵌入式領域。

　　基于EraSoC-1000C的電腦繡花機系統主要由三個電機協調工作實現繡花功能：一個主軸電機，采用交流伺服交流來控制針頭的上下運動；X、Y軸步進電機各一個，以實現工作面的橫向與縱向移動，系統控制框圖示于圖1。

　　硬件設計

　　根據圖1所示的整個系統方案的控制實現原理，我們把此方案的主控制單元分為上、下位機結構，并由一顆EraSoC-1000C芯片來完成上、下位機的協同工作。

　　上位機結構

　　上位機主要負責人機交互、文件讀取與解析、部分傳感器信號的處理；

　　·STN/TFT LCD顯示與觸摸控制的實現

　　此部分作為人機交互的主要平臺，通過控制觸摸屏來控制電機做出相應的動作就是在此部分實現的。其中液晶部分對東芝T6963CFG LCD驅動芯片的控制是由EraSoC-1000C引出的8位數據線和5個GPIO實現的，本次用的黑白屏，如果需要可以用彩色屏，尺寸也可以任意選擇。而觸摸屏的控制是由EraSoC-1000C的spi信號線和片選線時鐘線經過觸摸屏控制器ADV7843實現的。

　　·傳感器通過GPIO與EraSoC-1000C的通訊

　　該繡花機一共用到了6個傳感器分別由EraSoC-1000C提供的6個可以作為中斷輸入的GPIO控制。這些傳感器分別是x軸方向電機的傳感器，y軸方向的電機傳感器，z軸方向的電機傳感器，測試繡花針是不是在上針位(此時針在所有位置的最高點)的傳感器，測試繡花針是不是離開布的傳感器，和一個用于是否繞線的輔助功能的傳感器。

　　下位機結構

　　下位機主要負責輸出電機控制信號(PWM)、協同工作以及部分傳感器信號的處理。

　　·PWM對交流伺服電機的控制

　　在EraSoC-1000C芯片中一共有六路脈沖寬度調節/定時/計數控制器(以下簡稱PWM)。每一路PWM工作和控制方式完全相同，都有兩路輸入信號(gate_clk_pad_i， capt_pad_i)和一路脈沖寬度輸出信號 (pwm_o)。由于系統時鐘高達60MHz，計數寄存器和參考寄存器均32位數據寬度，這樣開發人員可通過編成讓PWM產生各種復雜的近似線性的輸出信號，非常適合高檔電機的控制。