uORB Messaging

소개

uORB는 thread간/프로세스간 통신을 위해서 비동기 publish() / subscribe()을 사용합니다.

C++로 사용 방법을 익히려면 튜토리얼을 참고하세요.

uORB는 많은 어플리케이션이 의존하므로 자동으로 부팅시에 일찍이 구동됩니다. uorb start로 구동시킵니다. 단위테스트는 uorb_tests로 구동시킬 수 있습니다.

새로운 topic 추가하기

새로운 topic을 추가하기 위해서 msg/ 디렉토리에 새로운 .msg 파일을 생성하고 파일 이름을 msg/CMakeLists.txt 목록에 추가합니다. 이렇게 하면 필요한 C/C++ 코드가 자동으로 생성됩니다.

지원하는 타입을 참고하려면 기존 msg 파일을 살펴보세요. 메시지는 다른 메시지의 nest로 사용할 수 있습니다.

각 생성된 C/C++ 구조체에는 uint64_t timestamp 필드가 추가되어 있을 것입니다. 이는 logger를 위해 사용되므로 메시지를 publish할 때 값을 넣도록 합니다.

topic을 코드에서 사용하려면 헤더를 포함합니다 :

#include <uORB/topics/topic_name.h>

.msg 파일에 다음과 같은 라인을 추가하면 단일 메시지 정의가 여러 독립적인 topic 인스턴스에서 사용할 수 있습니다. :

# TOPICS mission offboard_mission onboard_mission

다음으로 코드에서 이를 topic id로 사용 : ORB_ID(offboard_mission).

Publishing

topic을 publish하는 것은 시스템 어디서든 가능합니다. 인터럽트 컨텍스트(hrt call API에서 호출하는 함수)에서도 가능합니다. 그러나 topic을 advertising하는 것은 인터럽트 컨텍스트의 외부에서만 가능합니다. topic은 추후 publish되므로 동일한 프로세스에서 advertise해야만 합니다.

Topics 목록 및 Listening in

listener 명령은 Pixracer (FMUv4)와 Linux / OS X에서만 가능합니다.

모든 topic의 목록을 보기 위해 파일 핸들 목록 보기:

ls /obj

5개 메시지에 대해서 한 개 topic의 컨텐트를 liste하기 위해서 listener 실행 :

listener sensor_accel 5

출력은 n 번 topic 콘텐츠입니다. :

TOPIC: sensor_accel #3
timestamp: 84978861
integral_dt: 4044
error_count: 0
x: -1
y: 2
z: 100
x_integral: -0
y_integral: 0
z_integral: 0
temperature: 46
range_m_s2: 78
scaling: 0

TOPIC: sensor_accel #4
timestamp: 85010833
integral_dt: 3980
error_count: 0
x: -1
y: 2
z: 100
x_integral: -0
y_integral: 0
z_integral: 0
temperature: 46
range_m_s2: 78
scaling: 0

NuttX-기반 시스템 (Pixhawk, Pixracer 등)에서 listener 명령은 QGroundControl MAVLink 콘솔내에서 센서의 값이나 다른 topic을 조사하기 위해서 호출할 수 있습니다. QGC가 무선으로 연결되어 있는 경우에도(비행체가 비행 중인 경우) 사용할 수 있으므로 강력한 디버깅 도구가 됩니다. 추가 정보는 Sensor/Topic Debugging을 참고하세요.

urb top 명령

uorb top 명령은 실시간으로 각 topic의 publish 주기를 보여줍니다.:

update: 1s, num topics: 77
TOPIC NAME                        INST #SUB #MSG #LOST #QSIZE
actuator_armed                       0    6    4     0 1
actuator_controls_0                  0    7  242  1044 1
battery_status                       0    6  500  2694 1
commander_state                      0    1   98    89 1
control_state                        0    4  242   433 1
ekf2_innovations                     0    1  242   223 1
ekf2_timestamps                      0    1  242    23 1
estimator_status                     0    3  242   488 1
mc_att_ctrl_status                   0    0  242     0 1
sensor_accel                         0    1  242     0 1
sensor_accel                         1    1  249    43 1
sensor_baro                          0    1   42     0 1
sensor_combined                      0    6  242   636 1

컬럼은 : topic 이름, 다중-인스턴스 인덱스, subscriber의 수, Hz 단위 publishing 주기, 손실 메시지 수(모두 합친 subscriber), queue 크기

다중-인스턴스

uORB는 orb_advertise_multi를 통해 동일한 topic의 다중 독립 인스턴스를 publish하는 매커니즘을 제공합니다. publisher에게 인스턴스 인덱스를 반환합니다. subscriber는 orb_subscribe_multi를(orb_subscribe는 첫번째 인스턴스를 subscribe) 이용해서 어떤 인스턴스를 선택해야만 합니다. 다중 인스턴스를 가지면 시스템이 동일한 타입의 여러 센서를 가지고 있는 경우 유용합니다.

동일 topic에 대해서 orb_advertise_multi와 orb_advertise를 섞지 않도록 합니다.

전체 API는 src/modules/uORB/uORBManager.hpp를 참고하세요.

문제해결 및 일반적인 실수

다음에서는 일반적인 실수나 비정상적인 상황에 대해서 설명합니다 :

  • topic이 publish되지 않아요 : 각 호출에서 ORB_ID()가 맞는지 확인. orb_subscribe 와 orb_unsubscribe가 orb_publish로서 동일한 태스크에서 호출 되었는지가 중요합니다. 이것은 px4_task_spawn_cmd()에 적용되지만 work queue(work_queue())를 사용하는 경우에도 적용됩니다.
  • 정리(clean up) 하기 : orb_unsubscribe와 orb_unadvertise를 사용하세요.
  • 성공적으로 orb_check()나 px4_poll 호출은 orb_copy()가 필요하고 다음 poll에서 즉시 반환됩니다.
  • topic을 advertise하기 전에 orb_subscribe를 호출해도 아무 문제 없습니다.
  • orb_check()와 px4_poll()은 orb_subscribe() 후에 완료되는 publication에 대해서만 true를 반환합니다. topic이 일정하게 publish되지 않는다는 점이 중요합니다. 만약 subscriber가 이전 데이터를 원하는 경우 orb_subscribe()이후에 바로 조건없이 orb_copy()를 하면 됩니다.(advertiser가 없는 경우라면 orb_copy()는 실패하게 됩니다.)

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