随着工业需求和人们审美水平的提高，复杂型面越来越多的应用于实体造型，NURBS凭借其在数学和算法上的良好性质得到了广泛应用，但采用传统数控加工方法加工NURBS造型设计插补数据量大，容易造成加工零件表面不光滑，加工效率低，因此开展支持NURBS曲线直接插补技术的研究已迫在眉睫。　　 NURBS曲线直接插补算法复杂、计算量大，提高插补速度和精度的本质在于提高插补器的计算速度。为了能开发出满足NURBS曲线插补运算速度要求的插补器，本文从插补算法和硬件平台两个方面展开了研究。　　 NURBS曲线插补过程主要包括两个步骤:根据插补精度反求曲线参数值和根据参数值求取曲线上的轨迹点。在分析两次计算的特征后本文提出了一种新的NURBS曲线直接插补策略:在不影响插补速度的基础上尽量减少参数值计算所用时间，允许可接受的计算误差;利用FPGA可并行执行优势采取硬件方式执行由参数值到曲线轨迹点的计算，以提高复杂计算的运算速度。　　 利用SOPC技术，整个系统开发在一块Altera公司的Cyclone系列FPGA芯片上完成。采用软硬件结合方法，首先定制了NiosⅡ软核处理器，执行NURBS曲线插补预处理工作和参数值计算任务;采用VerilogHDL完成了轨迹点的硬件并行计算。为了降低通讯负担，利用FPGA内部资源实现了参数值由软核到硬件的传输。　　 实验中基于NiosⅡIDE平台开发了人机交互界面，可以将NURBS曲线的各个参数输入给插补器，软件插补模块和硬件插补模块需要将这些参数分别保存起来，以便后续利用。　　 最后，对NURBS曲线直接插补系统进行了实验研究，实验数据表明，完成一次插补计算的耗时为0.5ms，缩短了插补耗时。纯软件对比方案设计实验显示，FPGA硬件执行数值计算优势明显，计算速度相对前者提高了约30倍。