BetaFlight模块设计之三十二：MSP协议模块分析

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BetaFlight模块设计之三十二：MSP协议模块分析

2024-02-28 01:54| 来源: 网络整理| 查看: 265

BetaFlight模块设计之三十二：MSP协议模块分析 1. MSP协议模块1.1 MSP描述1.2 MSP版本优缺点1.3 MSP代码资源 2. MSP报文解析2.1 MSP收包状态机2.2 MSP报文格式 3. MSP报文处理3.1 MSP请求报文处理（mspSerialProcessReceivedCommand）3.2 MSP反馈报文处理（mspSerialProcessReceivedReply） 4. 参考资料

基于BetaFlight开源代码框架简介的框架设计，逐步分析内部模块功能设计。

1. MSP协议模块 1.1 MSP描述

MSP是Multiwii Serial Protocol的缩写，截止目前为止有两个版本V1和V2。它是一个远程消息协议，主要用在iNav、MultiWii、 CleanFlight、BetaFlight的飞控上。

MSP协议定义了request-response protocol通信机制。发起request一方被认为是"MSP Master"，反馈response的一方被认为是"MSP Slave"。

1.2 MSP版本优缺点

鉴于V1版本在使用过程发现如下问题：

ID支持最大255个，在飞控的发展过程，已经基本用尽。消息体最多只有255字节的Payload，对于巨帧(JUMBO frame)来说也是一个限制。checksum(XOR checksum)不够健壮，不能很好的检测通信错误。

在此基础上V2版本做了如下调整：

16bit IDs, 兼容IDs 0-255(MSP V1)。16bit Payload，扩展了一帧字节数。checksum(crc8_dvb_s2)，相较于XOR算法更加健壮和稳定。 1.3 MSP代码资源 src/main/msp/ ├── msp_box.c ├── msp_box.h ├── msp.c ├── msp.h ├── msp_protocol.h ├── msp_protocol_v2_betaflight.h ├── msp_protocol_v2_common.h ├── msp_serial.c └── msp_serial.h 0 directories, 9 files 2. MSP报文解析

通过阅读mspSerialProcessReceivedData代码，我们可以得到报文格式：

2.1 MSP收包状态机

注：收包状态机，任何一个状态出错回到IDLE（初始态）。 MSP报文收包状态机

2.2 MSP报文格式 +---+---+--------+---------+--------+-------------------------------------------------------------+-------------+ | Multiwii Serial Protocol V1 length = 6 + payload size | +---+---+--------+---------+--------+-------------------------------------------------------------+-------------+ | $ | M | < or > | size(1) | cmd(1) | payload(0-255) | checksum_v1 | +---+---+--------+---------+--------+-------------------------------------------------------------+-------------+ +---+---+--------+---------+--------+------+---------+---------+--------------------+-------------+-------------+ | Multiwii Serial Protocol V2 over V1 length = 12 + payload size | +---+---+--------+---------+--------+------+---------+---------+--------------------+-------------+-------------+ | $ | M | < or > | size(1) | 255 | flag | cmd(2) | size(2) | payload(16bit len) | checksum_v2 | checksum_v1 | +---+---+--------+---------+--------+------+---------+---------+--------------------+-------------+-------------+ +---+---+--------+---------+--------+------+---------+------------------------------+-------------+ | Multiwii Serial Protocol V2 length = 9 + payload size | +---+---+--------+---------+--------+------+---------+------------------------------+-------------+ | $ | X | < or > | flag(1) | cmd(2) | size(2) | payload(16bit len) | checksum_v2 | +---+---+--------+---------+--------+------+---------+------------------------------+-------------+ ‘$’：表示SOF(Start Of a frame)‘M’：表示V1 or V2 over V1‘X’：表示V2‘’：表示response typedef struct __attribute__((packed)) { uint8_t size; uint8_t cmd; } mspHeaderV1_t; typedef struct __attribute__((packed)) { uint8_t flags; uint16_t cmd; uint16_t size; } mspHeaderV2_t; 3. MSP报文处理 3.1 MSP请求报文处理（mspSerialProcessReceivedCommand） mspFcProcessCommand ├──> MSP_RESULT_ACK, mspCommonProcessOutCommand ├──> MSP_RESULT_ACK, mspProcessOutCommand ├──> ret = mspFcProcessOutCommandWithArg ├──> MSP_RESULT_ACK, mspFcSetPassthroughCommand //cmdMSP == MSP_SET_PASSTHROUGH ├──> MSP_RESULT_ACK, mspFcDataFlashReadCommand //cmdMSP == MSP_DATAFLASH_READ ├──> ret = mspCommonProcessInCommand └──> reply->result = ret;

以上函数是针对MSP协议进行实际ID对应的报文进行处理过程。具体报文ID，请参阅：

msp_protocol.hmsp_protocol_v2_common.hmsp_protocol_v2_betaflight.h 3.2 MSP反馈报文处理（mspSerialProcessReceivedReply）

仔细分析了下代码，貌似没有太多用处（至少在Kakute F7上）。

mspFcProcessReply void mspFcProcessReply(mspPacket_t *reply) { sbuf_t *src = &reply->buf; UNUSED(src); // potentially unused depending on compile options. switch (reply->cmd) { case MSP_ANALOG: { uint8_t batteryVoltage = sbufReadU8(src); uint16_t mAhDrawn = sbufReadU16(src); uint16_t rssi = sbufReadU16(src); uint16_t amperage = sbufReadU16(src); UNUSED(rssi); UNUSED(batteryVoltage); UNUSED(amperage); UNUSED(mAhDrawn); #ifdef USE_MSP_CURRENT_METER currentMeterMSPSet(amperage, mAhDrawn); #endif } break; } }

不过有部分机型还是有这方面的需求的，但是不清楚飞控是从哪里读取电流和毫安时。

./src/main/target/SPRACINGF4EVO/target.h:183:#define USE_MSP_CURRENT_METER ./src/main/target/SPRACINGF3EVO/target.h:157:#define USE_MSP_CURRENT_METER ./src/main/target/SPRACINGF7DUAL/target.h:181:#define USE_MSP_CURRENT_METER ./src/main/target/SPRACINGF3/target.h:189:#define USE_MSP_CURRENT_METER ./src/main/target/NUCLEOF303RE/target.h:137:#define USE_MSP_CURRENT_METER 4. 参考资料

【1】iNavFlight之MSP DJI协议分析【2】iNavFlight之MSP DJI协议天空端请求报文【3】iNavFlight之MSP DJI协议飞控端请求应答【4】通过无线自制串口模块连接SpeedyBee或BetaFlightConfigurator 【5】Multiwii Serial Protocol 【6】Multiwii Serial Protocol (MSP)

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