不同的应用领域，所要求的雕刻机的性能亦不相同，本文提出的雕刻机数控系统方案，直接利用SoC单片机来构成控制器，是一种采用单片机软件来完成插补运算的解决方案。
在Silicon Labs推出的8位嵌入式SoC单片机中，混合信号单片机C8051F120的速度最高，可达98 MI·s-1。为保证程序的全速运行，加快运算速度，C8051F120单片机除具有转移地址高速缓存和指令预取引擎外，还需具有乘法和累加引擎MAC0，其能使单片机在两个系统时钟周期内，即可完成整数或小数的乘法和累加。该单片机具有高达128 kB的片上Flash存储器，8 kB片上外部RAM，可扩展64 kB片外RAM，在线编程，并提供非易失性数据存储，允许固件现场升级。有64个I/O口，5个16位定时器，6路16位可编程计数阵列PCA，增强型的硬件串行接口SPI，SMBus和两个UART等，是真正独立的系统级芯片解决方案。
C8051F系列单片机集成度高，且具有交叉开关功能，其大部分对外引出脚，除Uart接口的两个信号Tx和Rx外，均可在设计电路板时，根据布板随意连接，图1所示为基于C8051F120单片机的雕刻机数控系统硬件框图。
如图1所示，高速单片机C8051F120是整个数控系统的中心，人机界面由4x4矩阵式按键电路和彩色LCD显示模块组成。用户通过按键电路设置的加工参数，保存在单片机内部的非易失性Flash区。LCD显示器选用点阵式彩色智能模块，具有256种颜色，颜色格式为RGB332，并采用通用串行UART接口连到单片机，操作指令简单，且节省了单片机的接口线。
用户通过浮雕软件设计的雕刻图案，最终会在PC机上生成一个后缀为，nc的文本文件并存入U盘中，U盘接口模块的作用，便是通过SPI接口连接到单片机，由单片机将加工文件读出后进行加工。带后背锂电池的RAM型号为DS1245W，容量为128 kB，其连接到单片机的扩展并行接口，成为单片机的片外RAM，既是对读入的加工文件的有效缓存，也能在系统发生停电等故障时，保存和记忆当前的加工进程，以便系统恢复供电或排障后，能继续按照前面的断点完成加工。由于单片机的片外RAM地址只有16位，寻址空间最大为64 kB，需要用单片机的输出引脚来对其进行页切换，将SRAM的128 kB存储空间分成两页。