现代高性能数控系统朝着嵌入式开放式体系结构的方向发展。在这种趋势下,由于嵌入式数控系统本身的强实时性要求,系统设计的复杂性日益增强,系统开发的难度亦越来越大。本论文针对传统数控系统开发方法存在的系统测试滞后、可靠性难以保证、可重用性差、开发效率低等问题,在对组件化模型集成设计开发方法深入研究的基础上,提出了组件化软件框架结构,数控系统组件设计方法,模型到代码的实现框架。论文的研究主要包含以下内容:针对嵌入式数控系统的领域特性、组件交互关系和系统需求,提出了面向嵌入式数控系统的“连接管理复合功能块容器”软件架构方法,阐述了该关键架构中事件连接管理单元、数据连接管理单元和功能块容器的结构及机理。该架构以事件驱动的触发机制为基础,基于先入先出的事件队列进行事件调度,解决了并发事件执行下的事件丢失现象,保证了事件传输的完整性;数据处理过程借助基于数据共享连接的数据管理单元,保证了数据的准确性,并避免产生死锁现象。根据数控系统基本功能块组件设计准则和数控系统的领域特点,研究了数控系统的基本功能组件分类;根据功能块模型组件的特点和执行行为特点,构建了其代码生成模板,提出了基于元数据的模板扩展和部分赋值演化的代码生成方法,实现了组件模型到代码的映射;以多段连续螺纹插补算法组件为研究对象,验证了组件实现过程的可行性。系统代码的自动化生成是基于模型集成框架的软件设计平台的关键之一。根据系统层次化结构需求,提出了一种面向嵌入式数控系统领域模型的分步重构的代码实现方法;在基础上,总结模型代码生成过程的一般共性,结合分步重构的实现方法,设计了数控领域模型代码生成的实现框架——ENCCGF;为此,研究得到一套框架模板和映射算法。论文以硬质合金PCB微型铣刀开槽机控制系统和车床数控系统为实施对象,对所提出的架构方法及实现机制进行了验证。在数控领域图形化建模环境中构建了数控系统应用模型,采用本文设计的代码生成工具和组件自动生成工具实现了系统源代码的自动生成。论文对数控系统的功能和性能进行了测试,验证了代码自动生成的数控系统的可行性;通过比较两个系统功能和结构上的异同,验证了前述软件架构及实现机制的可重用性和快速重构性,为基于组件化模型驱动的数控系统的开发提供安全、快速和有效的实施方案,对于快速构建可靠的数控系统开发平台具有重要的理论意义及实用价值。