一种运动控制片上系统，包括：嵌入式处理器核、存储器系统、DMA控制器、通信模块IP核、运动控制IP核以及若干外设接口；运动控制IP核包括：片上总线、自动指令读取模块、自动变量读取模块、寄存器组、插补控制模块、单轴控制模块、速度控制模块、脉冲输出模块、中断处理模块；运动控制IP核的自动指令读取模块通过片上总线自主从存储器系统中读取数控指令并获取指令参数或变量，将插补位置相关数据发送至插补控制模块，将速度控制相关数据发送至速度控制模块，当读取到可立即执行的指令时，基于当前参数，自动的开始执行相应的动作；经插补控制和速度控制处理产生的脉冲，通过脉冲输出模块，产生特定形式的驱动脉冲。