PX4-2-系统架构浅析
PX4软件架构图是PX4官方开发者网站中的一张总体框架图，相信很多同学都看过，我们今天围绕这张图作一下简单的分析。如果希望仔细研究PX4源码的同学应该仔细阅读这一张图，它包含了所有的核心模块，以及它们的关系。
整个PX4源码分为几个部分
[*]消息总线 uORB
PX4软件架构的核心思想就是去耦合，所以消息中间件（uORB）处于整个框架图的中心位置。这样的设计是基本所有的大型软件系统的通用设计，比如ROS、ROS2。关于uORB详细分析，将在下一讲中详细描述。
[*]基础服务
[*]任务管理
这部分在这个框图中没有体现，作为系统的基础服务，其接口在 platforms/common/include/px4_platform_common中申明
任务接口 platforms/common/include/px4_platform_common/tasks.h
工作队列接口 platforms/common/include/px4_platform_common/px4_work_queue
[*]日志系统
px4的日志系统框架不同于apm，用户使用非常简单，日志系统会记录uORB消息，用户无需手动定义需要记录数据的格式，只需要正常定义uORB消息即可，APM记录日志会稍微麻烦一些，需要手动编写不少代码。当然方便的同时也有一定的灵活性不足的问题。
用户需要添加的新消息可在这个文件中添加需要记录的topic即可src/modules/logger/logged_topics.cpp
[*]参数系统
PX4可以在任意模块目录下定义参数，在编译时由src/lib/parameters/px_generate_params.py脚本生成一个全局的参数源文件，生成在build目录中build/xxx/src/lib/parameters，可以在这里找到飞控所有的参数
[*]外部接口
[*]mavlink
飞控与地面站和机载计算机、外部设备的主要通信协议
[*]fast-rtps
一种实时可靠的分布式消息框架，应用于ROS2中作为消息中间件，在PX4中为高频消息传递提供了一个除了mavlink外的一个新的选择
PX4开发者文档中提供的描述 https://docs.px4.io/master/en/middleware/micrortps.html
[*]设备驱动与框架
PX4的设备驱动大致可以分为：
[*]SPI/IIC设备
加速度计、陀螺仪、气压计、罗盘、RGB灯等
这两类设备类都会继承两个基类
I2CSPIDriver类
在platforms/common/include/px4_platform_common/i2c_spi_buses.h文件中申明该类
用于获取总线相关参数，如总线类型、地址、频率以及定义设备id等等
device::I2C/SPI类
对于nuttx系统，在src/lib/drivers/device/nuttx中定义这两个类
这两个类定义SPI与IIC的总线操作方法，如总线初始化、读写接口
[*]串口设备
GPS、部分定高雷达等
[*]其他设备
包括adc、pwmin、pwmout、io
[*]导航系统
导航系统使用各种传感器数据经过状态估计算法获取姿态、位置等状态数据，是PX4的核心算法。
状态估计的核心算法库位于 src/lib/ecl
它的主要作者为Paul Riseborough，他同时也是APM的AP_NavEKF2/3的主要作者。
[*]控制系统
[*]任务系统
PX4的位置指令生成模块，包括
控制指令 src/modules/commander
任务模式的控制（定高、定点、航线、返航、降落等模式）src/modules/navigator
[*]位置与姿态控制器
内回路控制器，根据Vechile类型的不同（多旋翼、固定翼、小车、船、飞艇等）执行不同的位置和姿态控制器
多旋翼位置控制器 src/modules/mc_pos_control
多旋翼姿态控制器 src/modules/mc_att_control
多旋翼角速率控制器 src/modules/mc_rate_control
固定翼L1位置控制器 src/modules/fw_pos_control_l1
固定翼姿态控制器 src/modules/fw_att_control
垂起姿态控制器 src/modules/vtol_att_control
小车位置控制器 src/modules/rover_pos_control
PX4的软件框架简单介绍到这里，大家对系统有一个基础的整体认识，然后可以根据自己的兴趣去仔细研究其中的一些模块。
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