PX4模块设计之二十：PX4应用平台初始化

Posted 2022-08-16 lida2003

PX4模块设计之二十：PX4应用平台初始化

• 1. PX4应用平台介绍
• 2. PX4应用平台初始化实现
• 3. 讨论和思考
• 4. 参考资料

在PX4启动过程章节的基础上，可以深入分析下PX4应用平台（框架）的实现。

1. PX4应用平台介绍

PX4应用平台初始化（px4_platform_init）在INIT初始化脚本之前，被PX4应用使用的抽象的模块都在这里进行初始化。

比如：

1. 秘钥/加密算法
2. 高精度定时
3. PX4系统参数
4. 工作队列
5. uORB消息
6. 打印日志
   等等（驱动部分不再这里讨论）

注：部分尚没有对应研读的文章，没有给出链接，后续会更新。

2. PX4应用平台初始化实现

所谓平台其实更多的就是考虑通用组件，将共性的东西抽象提取出来，设计和代码集中管理和实现。平台部分的代码因晚于驱动早于应用初始化。

nsh_initialize
 └──> boardctl(BOARDIOC_INIT, 0);
     └──> board_app_initialize
         └──> px4_platform_init

px4_platform_init
 ├──> <!defined(CONFIG_BUILD_FLAT)>
 │   ├──> cxx_initialize
 │   └──> kernel_ioctl_initialize
 ├──> px4_console_buffer_init
 ├──> <defined(PX4_CRYPTO)>
 │   └──> PX4Crypto::px4_crypto_init      // 秘钥，加密算法
 ├──> hrt_init           // 高精度定时
 ├──> param_init         // 参数
 ├──> <CONFIG_SCHED_INSTRUMENTATION>
 │   └──> cpuload_initialize_once
 ├──> <defined(CONFIG_FS_PROCFS)>
 │   └──> int ret_mount_procfs = mount(nullptr, "/proc", "procfs", 0, nullptr);
 ├──> <defined(CONFIG_FS_BINFS)>
 │   └──> int ret_mount_binfs = nx_mount(nullptr, "/bin", "binfs", 0, nullptr);
 ├──> px4::WorkQueueManagerStart     // 工作队列
 ├──> uorb_start    // uorb消息
 ├──> px4_log_initialize  // 日志uORB消息注册
 └──> <defined(CONFIG_SYSTEM_CDCACM) && defined(CONFIG_BUILD_FLAT)>
     └──> cdcacm_init

3. 讨论和思考

看到的一些现象：

1. 整体上看这里PX4飞控系统是有一些基础组件（模块）的抽象。
2. PX4应用平台软件模块，硬件驱动，框架设计等解耦并非都能完全到位。
3. 各个模块的启动顺序相对来说还是有时序要求。

现象思考：

1. 虽然有些软硬件的内容可能并非完全能够解耦到位。这也是可以完全理解的，毕竟嵌入式本身就是软硬件协同工作的产品。
2. 随着系统设计规模化，功能复杂化，软硬件的解耦和抽象是非常重要的，并且是后续维护和进一步开发基础。
3. 假设业务和硬件确实有强耦合，也可以通过一些方法论（比如：业务抽象和标准化）进行解耦，从而成为弱耦合而非强耦合。
4. PX4作为开源代码，参与人员众多，且存在较多历史原因，重构是一个非常复杂的问题。

希望，随着硬件性能的提升，能有机会看到从上至下进行整体设计考虑，更加模块化/人性化，从整个产品系统做进一步的提升，便于更多的人易于了解和上手设计研发工作。

4. 参考资料

【1】PX4开源软件框架简明简介
【2】PX4模块设计之十：PX4启动过程
【3】PX4模块设计之十二：High Resolution Timer设计
【4】PX4模块设计之十三：WorkQueue设计
【5】PX4模块设计之二：uORB消息代理
【6】PX4模块设计之十五：PX4 Log设计