數控雕刻機硬件系統主要由以下三個部分組成：

　　(1)處理器(ARM9)：作為控制器的處理器，在ARM上移植了WindowsCE．net操作系統，人機互動方面要完成對LCD顯示的控制和讀取控制鍵盤的控制命令；在雕刻方面要完成對原始數據的讀取(通過USB接口)、預處理、分析和計算，并將計算結果傳遞給FPGA，與FPGA協同完成對步進電機的控制。

　　(2)FPGA：對接收到ARM發出的數據進行插補運算，并根據插補結果計算出控制步進電機的脈沖數目和延時，最終完成對步進電機的控制實現三軸聯動的雕刻。

　　(3)人機交互界面：人機交互界面主要包括了鍵盤和LCD。幾乎所有關于雕刻的信息都實時的顯示在LCD上；數控雕刻機的脈沖當量以及雕刻最大速度和加速度等參數則是通過鍵盤設定的，同時在雕刻中鍵盤還可以根據需要輸入特殊指令。

圖   硬件系統總體框架

　　硬件系統總體框架如圖上所示。整個硬件核心為基于ARM920T的三星$3C2440處理器，搭配有64MBSDRAM作為系統的內存，128MBFLASH作為系統的外存，相當于硬盤，以便在斷電后保存各種系統程序以及調試下載電路。外圍輔助設備包括USB接口：大部分加工文件保存在u盤中，需要讀取時從u盤調入，以節省FLASH存儲空間；觸摸式LCD：用來提供系統的顯示以及操作；網絡接口：用來提供網絡服務，方便遠程更新程序；控制鍵盤：用來提供加工時所需的操作，包括點控、起停和加減速等。與上位機通信通過串口或者USB接口，可實現在線調試或者在上位機中顯示實時信息。FPGA與ARM以及過橋板相連，從ARM中獲取數據并轉換成控制信號，經過橋板放大電路放大，發送到步進電機的控制電路中。