uORB(Micro Object Request Broker，微对象请求代理器)是PX4中非常重要且关键的一个模块，通过异步publish/subscribe的消息传递方式，用于各个模块之间的数据交互。
这个使我想到了11年的时候，接触的CORBA, Common Object Request Broker。度娘了一圈（包括Google），发现这个uORB是PX4的特殊模块，也没有被抽象出来（比如：Nuttx，MAVLink，Coap，Mqtt等能独立抽象出来）。
In distributed computing, an object request broker (ORB) is a middleware which allows program calls to be made from one computer to another via a computer network, providing location transparency through remote procedure calls. ORBs promote interoperability of distributed object systems, enabling such systems to be built by piecing together objects from different vendors, while different parts communicate with each other via the ORB.
其实对象模型更多考虑是解耦（松耦合模块设计），当然这个和我们前面PX4开源软件框架简明简介的框架设计原则是非常吻合的。
既然这样先对这个模块进行下了解，关于内部实现细节和模块性能这方面我们暂放一边。
接口文件定义：
platforms\common\uORB\uORB.h
int uorb_start(void); //启动服务
int uorb_status(void); //服务状态查询，命令行打印状态
int uorb_top(char **topic_filter, int num_filters); //uORB动态情况查询，类似top
orb_advert_t orb_advertise(const struct orb_metadata *meta, const void *data); //注册uORB主题（缓存1个消息）
orb_advert_t orb_advertise_queue(const struct orb_metadata *meta, const void *data, unsigned int queue_size); //注册uORB主题（缓存queue_size个消息）
orb_advert_t orb_advertise_multi(const struct orb_metadata *meta, const void *data, int *instance); //注册多实例uORB主题（每个实例缓存1个消息）
orb_advert_t orb_advertise_multi_queue(const struct orb_metadata *meta, const void *data, int *instance, unsigned int queue_size); //注册多实例uORB主题（每个实例缓存queue_size个消息）
int orb_unadvertise(orb_advert_t handle); //去注册uORB主题
int orb_publish(const struct orb_metadata *meta, orb_advert_t handle, const void *data); //发布uORB消息
int orb_publish_auto(const struct orb_metadata *meta, orb_advert_t *handle, const void *data, int *instance); //整合注册uORB主题+发布uORB消息的函数（支持多实例）
int orb_subscribe(const struct orb_metadata *meta); //订阅uORB主题
int orb_subscribe_multi(const struct orb_metadata *meta, unsigned instance); //订阅uORB主题（针对特定主题）
int orb_unsubscribe(int handle); //去订阅uORB主题
int orb_copy(const struct orb_metadata *meta, int handle, void *buffer); //获取uORB主题消息数据
int orb_check(int handle, bool *updated); //用来检查一个主题在发布者上一次更新数据后，有没有订阅者调用过ob_copy来接收、处理过
int orb_exists(const struct orb_metadata *meta, int instance); //检测一个主题是否存在
int orb_group_count(const struct orb_metadata *meta); //检查有多少个实例
int orb_set_interval(int handle, unsigned interval); //设置订阅的最小时间间隔。如果设置了，则在这间隔内发布的数据将订阅不到；需要注意的是，设置后，第一次的数据订阅还是由最初设置的频率来获取。
int orb_get_interval(int handle, unsigned *interval); //获取订阅的最小时间间隔
char *orb_get_c_type(unsigned char short_type); //ctype类型检查
void orb_print_message_internal(const struct orb_metadata *meta, const void *data, bool print_topic_name); //内部debug函数
PX4是提供了一个完整的飞控解决方案。什么叫完整，不仅仅是结果，还会提供过程，甚至是为什么。所以这个【Hello World with uORB】的示例代码，已经有了。
-不仅开源，还专业，哈哈！！！
注1：完整代码详见链接。
注2：关于自定义消息这块内容，后面我们会找机会介绍，先了解这个模块和简单应用。
这个就是完整的Hello World任务工程。为什么这里叫任务工程（是我自己随便叫的），主要原因：
src\examples\px4_simple_app\
├──> px4_simple_app.c
├──> CMakeLists.txt
└──> Kconfig
这里是Hello World代码，很熟悉吧！类似C语言Linux应用程序之Helloworld入门
54 __EXPORT int px4_simple_app_main(int argc, char *argv[]);
55
56 int px4_simple_app_main(int argc, char *argv[])
57 {
58 PX4_INFO("Hello Sky!");
示例代码中使用了以下API
60 /* subscribe to vehicle_acceleration topic */
61 int sensor_sub_fd = orb_subscribe(ORB_ID(vehicle_acceleration));
62 /* limit the update rate to 5 Hz */
63 orb_set_interval(sensor_sub_fd, 200);
64
65 /* advertise attitude topic */
66 struct vehicle_attitude_s att;
67 memset(&att, 0, sizeof(att));
68 orb_advert_t att_pub = orb_advertise(ORB_ID(vehicle_attitude), &att);
69
70 /* one could wait for multiple topics with this technique, just using one here */
71 px4_pollfd_struct_t fds[] = {
72 { .fd = sensor_sub_fd, .events = POLLIN },
73 /* there could be more file descriptors here, in the form like:
74 * { .fd = other_sub_fd, .events = POLLIN },
75 */
76 };
77
78 int error_counter = 0;
79
80 for (int i = 0; i < 5; i++) {
81 /* wait for sensor update of 1 file descriptor for 1000 ms (1 second) */
82 int poll_ret = px4_poll(fds, 1, 1000);
83
84 /* handle the poll result */
85 if (poll_ret == 0) {
86 /* this means none of our providers is giving us data */
87 PX4_ERR("Got no data within a second");
88
89 } else if (poll_ret < 0) {
90 /* this is seriously bad - should be an emergency */
91 if (error_counter < 10 || error_counter % 50 == 0) {
92 /* use a counter to prevent flooding (and slowing us down) */
93 PX4_ERR("ERROR return value from poll(): %d", poll_ret);
94 }
95
96 error_counter++;
97
98 } else {
99
100 if (fds[0].revents & POLLIN) {
101 /* obtained data for the first file descriptor */
102 struct vehicle_acceleration_s accel;
103 /* copy sensors raw data into local buffer */
104 orb_copy(ORB_ID(vehicle_acceleration), sensor_sub_fd, &accel);
105 PX4_INFO("Accelerometer:\t%8.4f\t%8.4f\t%8.4f",
106 (double)accel.xyz[0],
107 (double)accel.xyz[1],
108 (double)accel.xyz[2]);
109
110 /* set att and publish this information for other apps
111 the following does not have any meaning, it's just an example
112 */
113 att.q[0] = accel.xyz[0];
114 att.q[1] = accel.xyz[1];
115 att.q[2] = accel.xyz[2];
116
117 orb_publish(ORB_ID(vehicle_attitude), att_pub, &att);
118 }
119
120 /* there could be more file descriptors here, in the form like:
121 * if (fds[1..n].revents & POLLIN) {}
122 */
123 }
124 }
125
126 PX4_INFO("exiting");
px4_add_module() 方法根据模块描述生成静态库。
33 px4_add_module(
34 MODULE examples__px4_simple_app
35 MAIN px4_simple_app
36 SRCS
37 px4_simple_app.c
38 DEPENDS
39 )
Kconfig文件里面定义了：
1 menuconfig EXAMPLES_PX4_SIMPLE_APP
2 bool "px4_simple_app"
3 default n
4 ---help---
5 Enable support for px4_simple_app
这里就用SITL来做下测试效果。
注：自己的KakuteF7还有BetaFlight，目前懒得动bootloader。
由于SITL代码编译和有硬件目标板的Kconfig配置有些差异，无法使用命令：
$ make px4_sitl menuconfig
我们查下build工程下的boardconfig文件，看下这个文件是否已经选中编译我们的这个任务模块（449行）：
436 #
437 # examples
438 #
439 CONFIG_EXAMPLES_DYN_HELLO=y
440 CONFIG_EXAMPLES_FAKE_GPS=y
441 # CONFIG_EXAMPLES_FAKE_GYRO is not set
442 CONFIG_EXAMPLES_FAKE_IMU=y
443 CONFIG_EXAMPLES_FAKE_MAGNETOMETER=y
444 CONFIG_EXAMPLES_FIXEDWING_CONTROL=y
445 CONFIG_EXAMPLES_HELLO=y
446 # CONFIG_EXAMPLES_HWTEST is not set
447 # CONFIG_EXAMPLES_MATLAB_CSV_SERIAL is not set
448 CONFIG_EXAMPLES_PX4_MAVLINK_DEBUG=y
449 CONFIG_EXAMPLES_PX4_SIMPLE_APP=y
450 CONFIG_EXAMPLES_ROVER_STEERING_CONTROL=y
451 CONFIG_EXAMPLES_UUV_EXAMPLE_APP=y
452 CONFIG_EXAMPLES_WORK_ITEM=y
453 # end of examples
整体构建下代码，并运行仿真环境：
$ make px4_sitl jmavsim
在仿真pxh命令提示下，help看下内部支持的命令是否含有px4_simple_app
pxh> help
Builtin Commands:
actuator_test
airship_att_control
airspeed_selector
attitude_estimator_q
battery_simulator
camera_feedback
camera_trigger
cdev_test
commander
commander_tests
control_allocator
controllib_test
dataman
dyn
ekf2
ex_fixedwing_control
failure
fake_gps
fake_imu
fake_magnetometer
flight_mode_manager
fw_att_control
fw_autotune_attitude_control
fw_pos_control_l1
gimbal
gps
gyro_calibration
gyro_fft
hello
hrt_test
land_detector
landing_target_estimator
led_control
list_files
list_tasks
listener
load_mon
local_position_estimator
logger
mag_bias_estimator
manual_control
mavlink
mavlink_tests
mc_att_control
mc_autotune_attitude_control
mc_hover_thrust_estimator
mc_pos_control
mc_rate_control
mixer
motor_test
navigator
param
perf
pwm
pwm_out_sim
px4_mavlink_debug
px4_simple_app
rc_tests
rc_update
replay
rover_pos_control
rover_steering_control
rpm_simulator
sd_bench
send_event
sensor_baro_sim
sensor_gps_sim
sensor_mag_sim
sensors
shutdown
sih
simulator
sleep
system_time
temperature_compensation
tests
tone_alarm
tune_control
uorb
uorb_tests
uuv_att_control
uuv_example_app
uuv_pos_control
ver
vtol_att_control
work_item_example
work_queue
wqueue_test
在仿真pxh命令提示下运行：
pxh> px4_simple_app
INFO [px4_simple_app] Hello Sky!
INFO [px4_simple_app] Accelerometer: 0.0373 -0.0432 -9.7909
INFO [px4_simple_app] Accelerometer: 0.0652 -0.0592 -9.7908
INFO [px4_simple_app] Accelerometer: 0.0738 -0.0068 -9.7628
INFO [px4_simple_app] Accelerometer: 0.0282 -0.0097 -9.8224
INFO [px4_simple_app] Accelerometer: 0.0637 -0.0293 -9.7856
INFO [px4_simple_app] exiting
不过这里有一点可能看不到了，因为orb_publish(ORB_ID(vehicle_attitude), att_pub, &att);混在在很多仿真模拟数据里面了。有兴趣可以研改下代码，将这个ACC的值放大到很大，显示一个差异。
具体QGroundControl的验证方法可以参考：PX4开发环境搭建–模拟器编译及QGroundControl & RC遥控模拟配置
【1】uORB Messaging
【2】First Application Tutorial (Hello Sky)