PX4 참조 비행체 제어 장치 설계

PX4 참조 설계는 비행체 제어 장치의 픽스호크 계열입니다. 2011년 처음 출시했으며, 현재 설계는 5번째 세대입니다(6세대 보드 설계는 진행중).

바이너리 호환성

제각각의 설계에 따라 제조한 모든 보드는 잠재 바이너리 호환성을 지니고 있습니다(예: 동일한 펌웨어 실행 가능). 2018년도부터는 호환성을 검증하고 인증하는 바이너리 호환성 시험 기반을 제공합니다.

FMU 1~3 세대는 공개 하드웨어로 설계했으나, 4~5세대에서는 핀 출력과 전원 공급장치 명세 정보만 제공합니다(설계도는 각 제조사에서 만듦). 좀 더 우수한 호환성을 확보하기 위해, FMUv6 및 이후 버전에서는 완전한 참조 설계 모델로 돌아올 예정입니다.

참조 설계 세대

  • FMUv1: 개발 보드 (STM32F407, 128 KB RAM, 1MB flash, 설계도) (PX4에서 더이상 지원하지 않음)
  • FMUv2: 픽스호크 (STM32F427, 168 MHz, 192 KB RAM, 1MB flash, 설계도)
  • FMUv3: 2MB 플래시를 장착한 픽스호크 변형 버전 (3DR 픽스호크 2 (Solo), Hex 픽스호크 2.1, Holybro Pixfalcon, 3DR Pixhawk Mini, STM32F427, 168 MHz, 256 KB RAM, 2 MB flash, 설계도)
  • FMUv4: 픽스레이서 (STM32F427, 168 MHz, 256 KB RAM, 2 MB flash, 핀 출력도)
  • FMUv4 PRO: 드로텍 픽스호크 3 PRO (STM32F469, 180 MHz, 384 KB RAM, 2 MB flash, 핀 출력)
  • FMUv5: 홀리브로 픽스호크 4 (STM32F765, 216 MHz, 512 KB RAM, 2 MB flash, 핀 아웃)
  • FMUv6: 개발 중, 최종 명칭 미정, 6s 변형 (STM32H7, 400 MHz, 2 MB RAM, 2 MB flash)과 6i 변형 (i.MX RT1050, 600 MHz, 512 KB RAM, 외장 플래시)

주요/입출력 기능 해부

아래 그림에서는 픽스호크 계열 비행체 제어 장치의 FMU와 I/O 보드간 버스 구분과 담당 기능을 나타냅니다(보드는 단일 물리 모듈에 들어갑니다).

PX4 주요/입출력 기능 해부

일부 픽스호크 계열 조종 장치는 입출력보드 없이 만들어 공간과 복잡도를 출이거나, 각 보드 용도를 알맞게 개선했습니다.

입출력 보드의 기능은 SYS_USE_IO=0 매개변수 설정으로 끌 수 있습니다. 입출력 보드의 기능을 끄면:

  • 메인 믹서 파일을 FMU로 불러옵니다(따라서 "메인" 출력은 에어프레임 참고에서 AUX로 표기한 포트로 나타냅니다). AUX 믹서 파일은 불러오지 않으므로, 이 파일에 지정한 출력 핀은 사용하지 않습니다.
  • RC 입력은 입출력 보드가 아닌 FMU로 바로 들어갑니다.

입출력 보드를 장착하지 않은 비행체 제어 장치에는 MAIN 포트가 있지만, AUX포트는 없습니다. 따라서 AUX 포트를 활용하지 않는 에어프레임에서만 사용할 수 있거나 덜 핵심적인 목적으로 활용할 수 있습니다(예: RC 전달). 대부분의 멀티콥터와 완전 자동화 기체(원격 조정을 통한 안전 항해 기능을 뺌)는 모터와 핵심부를 제어하는 MAIN 포트만을 사용하기 때문에 이 목적으로만 활용할 수 있습니다.

입출력 보드가 빠진 비행체 제어 장치는 핵심 비행 제어부와 모터를 AUX포트에 연결하는 에어프레임에서 사용할 수 없습니다(AUX 포트가 없기 때문).

입출력 보드가 빠진 제조사의 비행체 제어 장치 변경 버전은 보통 해당 버전의 "소형" 모델로, 예를 들면, 픽스호크 4 미니_, CUAV v5 나노와 같이 표기합니다.

대부분의 PX4 PWM 출력은 믹서의 MAIN 또는 AUX 포트에 대응합니다. 일부 드문 경우, Dshot ESC, 카메라 촬영 핀을 FMU 핀에 직접 연결합니다(예: 비행체 제어 장치에 입출력 보드가 붙어있는지 여부에 따라 MAIN핀 또는 AUX어디로든 출력함).

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