PX4模块设计之十：PX4启动过程

Posted 2022-07-20 lida2003

PX4模块设计之十：PX4启动过程

• 1. 【硬件】飞控硬件上电
• 2. 【硬件】飞控硬件初始化
• 3. 【硬件+软件】飞控bootloader初始化
• 4. 【硬件+软件】飞控系统初始化
• 5. 【软件】飞控应用初始化
• 6. 【配置】SD卡配置文件
• • 6.1 extras 应用
  • 6.2 mix自定义配置
• 7. 参考资料

PX4飞控启动过程从逻辑的角度看，分为以下几个阶段：

1. 飞控硬件上电
2. 飞控硬件初始化
3. 飞控bootloader初始化
4. 飞控系统初始化
5. 飞控应用初始化

通常来说，购买飞控板、外围传感器等，在正确组装和连线的情况下，需要最为关注的是飞控应用初始化阶段。作为购买的硬件，其他阶段只要正确按照使用手册操作，一般不会有太大的问题。

注1：硬件厂家对于开发的飞控板子调试，最重要的1、2、3、这几块的ICT测试，确保硬件质量OK。后面才是应用软件的移植（常说的porting）以及调优。

注2：这里我们作为使用者（非硬件制造厂家）对每个阶段做一个简单的介绍，并结合实际情况给出可能出现的问题，以及寻找答案的工种（硬件，软件）。

1. 【硬件】飞控硬件上电

这个阶段如果不注意，容易出现硬件损坏。最为重要的注意事项：

1. 电源正负极不要接反；
2. 电源输入/输出不要出现短路；

注：很多电脑的USB口子都有电源保护功能（即使短路也不会将板子和电脑烧坏，请先确认USB口是否有这个保护功能），可以先通过有保护功能的USB口进行上电检查，确保没有短路或者反接的问题。

后续只要新增硬件，都要进行相关检测，确保硬件上电瞬间冒烟损坏硬件，通常购买的硬件（电调、LED灯带、GPS、图传、摄像头等等）。

2. 【硬件】飞控硬件初始化

炸机或者出现冒烟等情况导致上电后无响应，就要注意硬件初始化到哪里（电池、电调、飞控、图传、接收机、传感器），那个部件出现什么问题了。这个时候尚未到bootloader阶段，最长使用的方法是全部断开链接，一段一段的检查。

电池
 └──> 电调
     ├──> 电机
     ├──> 图传
     └──> 飞控
	     ├──> 灯带
	     ├──> GPS
	     ├──> 摄像头
	     └──> 接收机

3. 【硬件+软件】飞控bootloader初始化

通常这个部分主要是为了刷固件，因为bootloader+system+application是对应的一整套（比如：PX4的bootloader和betaflight的固件就不配套）。

注：如果bootloader启动卡住，请先检查板子上按钮（通常按钮长按进入烧录固件模式，是否有断路或者短路的情况）

4. 【硬件+软件】飞控系统初始化

通常来说这块是指bootloader将控制权交给系统（nuttx或者其他OS），进入idle任务，并正确调用系统启动脚本。

注：bootloader和固件烧录正确的情况下，通常这块不会出问题。

5. 【软件】飞控应用初始化

PX4的应用脚本：

• ROMFS/px4fmu_common/init.d: 该目录下的脚本用于NuttX，部分脚本也被使用在Posix系统。
• ROMFS/px4fmu_common/init.d-posix: 该目录下的脚本仅用于Posix系统。

PX4的启动文件：

• Nuttx系统：build//init.d/rcS
• Posix系统：build//init.d-posix/rcS

6. 【配置】SD卡配置文件

SD卡文件布局及配置文件（配置文件可以自定义应用初始化流程）。

/
├── etc                     //Extra config (+ mixers)
│   ├── rc.txt              //If this file is present nothing in the system will be auto-started
│   ├── config.txt          //used to modify shell variables. It is loaded after the main system has been configured and before it is booted
│   ├── extras.txt          //used to start additional applications after the main system boot. Typically these would be payload controllers or similar optional custom components.
│   ├── mixers              //Mixers
│   └── NAME_OF_MIXER       //e.g. gimbal.aux.mix
├── log                     //Full flight logs
├── mission_log             //Reduced flight logs
├── fw                      //UAVCAN firmware
├── uavcan.db               //UAVCAN DB + logs
├── params                  //Parameters (if not in FRAM/FLASH)
├── dataman                 //Mission storage file
├── fault_<datetime>.txt    //Hardfault files
└── bootlog.txt             //Boot log file

6.1 extras 应用

e.g. etc/extras.txt

set +e
optional_app start      # Will not result in boot failure if optional_app is unknown or fails
set -e

mandatory_app start     # Will abort boot if mandatory_app is unknown or fails

6.2 mix自定义配置

e.g. gimbal.aux.mix with etc/config.txt

set MIXER_AUX gimbal
set PWM_AUX_OUT 1234
set PWM_AUX_DISARMED 1500
set PWM_AUX_MIN 1000
set PWM_AUX_MAX 2000
set PWM_AUX_RATE 50

7. 参考资料

【1】PX4开源软件框架简明简介
【2】PX4 System Startup
【3】PX4 Custom System Startup
【4】Nuttx nsh-start-up-script