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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.

Reference Design Generations

  • 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

The diagram below shows the division of bus and functional responsibilities between the FMU and I/O boards in a Pixhawk-series flight controller (the boards are incorporated into a single physical module).

PX4 Main/IO Functional Breakdown

Some Pixhawk-series controllers are built without the I/O board in order to reduce space or complexity, or to better address certain board use-cases.

The I/O board is disabled by setting parameter SYS_USE_IO=0. When the I/O board is disabled:

  • 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.

Flight controllers without an I/O board have MAIN ports, but they do not have AUX ports. Consequently they can only be used in airframes that do not use AUX ports, or that only use them for non-essential purposes (e.g. RC passthrough). They can be used for most multicopters and fully autonomous vehicles (without a safety pilot using RC control), as these typically only use MAIN ports for motors/essential controls.

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

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

Most PX4 PWM outputs are mapped to either MAIN or AUX ports in mixers. A few specific cases, including camera triggering and Dshot ESCs, are directly mapped to the FMU pins (i.e. they will output to either MAIN or AUX, depending on whether or not the flight controller has an I/O board).