Розробка драйверів

Драйвери пристроїв PX4 базуються на Device фреймворку.

Створення драйвера

PX4 майже виключно використовує дані з uORB. Драйвери для поширених типів периферійних пристроїв повинні публікувати правильні повідомлення uORB (наприклад: гіроскоп, акселерометр, датчики тиску тощо).

Найкращий підхід до створення нового драйвера - почати з аналогічного драйвера як шаблону (див. src/drivers).

Більш детальну інформацію про роботу з конкретними шинами вводу/виводу та датчиками можна знайти у розділі Шини датчиків та приводів.

Публікація правильних тем uORB є єдиним патерном, якого повинні повинні дотримуватися драйвери.

Архітектура ядра

PX4 є реактивною системою і використовує uORB для публікації/підписки на комунікаційні повідомлення. Файлові дескриптори не потрібні або не використовуються для основної роботи системи. Використовуються дві основні API:

• Система публікації/підписки, яка має файлову, мережеву або загальну пам'ять, залежно від системи, на якій працює PX4.
• Глобальний реєстр пристроїв, який можна використовувати для переліку пристроїв та отримання/налаштування їх конфігурації. Це може бути простий зв'язаний список або схема файлової системи.

Ідентифікатори пристрою(ID)

PX4 використовує ідентифікатори пристроїв для постійної ідентифікації окремих сенсорів у всій системі. Ці ідентифікатори зберігаються в параметрах конфігурації та використовуються для відповідності значень калібрування сенсора, а також для визначення того, який сенсор зареєстрований в якому записі журналу.

Порядок датчиків (наприклад, якщо є /dev/mag0 і альтернативний /dev/mag1) не визначає пріоритет - пріоритет зберігається як частина опублікованої теми uORB.

Приклад декодування

Для прикладу трьох магнітометрів у системі використовуйте журнал польотів (.px4log) для вивантаження параметрів. Три параметри кодують ідентифікатори датчиків, а MAG_PRIME визначає, який магнітометр вибрано основним датчиком. Кожен MAGx_ID є 24-бітним числом і повинен бути доповнений зліва нулями для ручного декодування.

CAL_MAG0_ID = 73225.0
CAL_MAG1_ID = 66826.0
CAL_MAG2_ID = 263178.0
CAL_MAG_PRIME = 73225.0

Це зовнішній HMC5983, підключений через I2C, шину 1 за адресою 0x1E: він буде показаний у файлі журналу як IMU.MagX.

# device ID 73225 in 24-bit binary:
00000001  00011110  00001 001

# decodes to:
HMC5883   0x1E    bus 1 I2C

Це внутрішній HMC5983, підключений через SPI, шина 1, слот вибору slave 5. У файлі журналу це буде показано як IMU1.MagX.

# device ID 66826 in 24-bit binary:
00000001  00000101  00001 010

# decodes to:
HMC5883   dev 5   bus 1 SPI

І це внутрішній магнітометр MPU9250, підключений через SPI, шина 1, слот вибору slave 4. У файлі журналу це буде показано як IMU2.MagX.

# device ID 263178 in 24-bit binary:
00000100  00000100  00001 010

#decodes to:
MPU9250   dev 4   bus 1 SPI

Кодування ID пристрою

Ідентифікатор пристрою - це 24-бітове число відповідно до цього формату. Зверніть увагу, що перші поля - це молодші біти у наведеному вище прикладі декодування.

struct DeviceStructure {
  enum DeviceBusType bus_type : 3;
  uint8_t bus: 5;    // which instance of the bus type
  uint8_t address;   // address on the bus (eg. I2C address)
  uint8_t devtype;   // device class specific device type
};

bus_type декодується відповідно до:

enum DeviceBusType {
  DeviceBusType_UNKNOWN = 0,
  DeviceBusType_I2C     = 1,
  DeviceBusType_SPI     = 2,
  DeviceBusType_UAVCAN  = 3,
};

і devtype декодується відповідно до:

#define DRV_MAG_DEVTYPE_HMC5883  0x01
#define DRV_MAG_DEVTYPE_LSM303D  0x02
#define DRV_MAG_DEVTYPE_ACCELSIM 0x03
#define DRV_MAG_DEVTYPE_MPU9250  0x04
#define DRV_ACC_DEVTYPE_LSM303D  0x11
#define DRV_ACC_DEVTYPE_BMA180   0x12
#define DRV_ACC_DEVTYPE_MPU6000  0x13
#define DRV_ACC_DEVTYPE_ACCELSIM 0x14
#define DRV_ACC_DEVTYPE_GYROSIM  0x15
#define DRV_ACC_DEVTYPE_MPU9250  0x16
#define DRV_GYR_DEVTYPE_MPU6000  0x21
#define DRV_GYR_DEVTYPE_L3GD20   0x22
#define DRV_GYR_DEVTYPE_GYROSIM  0x23
#define DRV_GYR_DEVTYPE_MPU9250  0x24
#define DRV_RNG_DEVTYPE_MB12XX   0x31
#define DRV_RNG_DEVTYPE_LL40LS   0x32

Відлагодження

Для загальних тем відладки див. : Debugging/Logging.

Докладне ведення журналу

Драйвери (та інші модулі) за замовчуванням виводять мінімально докладні рядки логів (наприклад, для PX4_DEBUG, PX4_WARN, PX4_ERR і т.д.).

Докладність логів визначається під час збирання за допомогою макросів RELEASE_BUILD (за замовчуванням), DEBUG_BUILD (докладно) або TRACE_BUILD (дуже докладно).

Змініть рівень протоколювання за допомогою COMPILE_FLAGS у функції драйвера px4_add_module (CMakeLists.txt). У наведеному нижче фрагменті коду показано необхідну зміну, щоб увімкнути налагодження на рівні DEBUG_BUILD для окремого модуля або драйвера.

px4_add_module(
    MODULE templates__module
    MAIN module

    COMPILE_FLAGS
        -DDEBUG_BUILD

    SRCS
        module.cpp
    DEPENDS
        modules__uORB
    )

TIP

Докладний лог також можна увімкнути для кожного файлу, додавши #define DEBUG_BUILD у самому верху .cpp-файлу (перед будь-якими модулями).