主處理器執行nuttx實時作業系統，所有功能都通過任務程序實現[4]。主要的程序有感測器資料採集、姿態估算、姿態控制、飛行器狀態識別與切換、協處理器控制、日誌記錄。程序間進行通訊是程式結構的重要部分。 也就是說在飛機中就有幾個主要程序控制飛機。每個程序負責些什麼呢。
如圖3所示，
感測器資料採集程序： 採集的所有感測器資料。
姿態估計程序： 利用感測器資料估算出飛行器當前姿態。
協處理器通訊程序： 獲取遙控資料。
狀態識別程序： 結合感測器資料、飛行器姿態和遙控資料識別出飛行器當前模式。
姿態控制程序： 通過飛行器姿態、遙控資料、飛行器模式計算出當前所需的pid控制量並推送至uorb。
協處理器通訊程序 ：再將訂閱的pid控制量通過高速串列埠傳送至協處理器。
多個程序進行通訊:
uorb 訂閱主題 ，發布主題。
協處理器和主處理器的關係：
主處理器通訊部分採用dma方式直接填充至pwm匹配輸出暫存器，最大程度地減小cpu的干預。失聯識別在定時器20 ms中斷中實現，每次進中斷會讀取dma傳輸計數器的值並記錄，再與上次的記錄值進行比較，如果兩個值不相等，則說明資料連線正常；相反，如果連線斷開，兩個值將會相等，據此實時地判斷出連線的通斷狀態。主迴圈中只需要判斷通斷標誌位，如果檢測到連線斷開，協處理器則會啟用失效保護功能：通過spi匯流排讀取mpu6000晶元的加速度和角速度資料，利用四元數姿態融合演算法[8]得到姿態資訊，轉換成尤拉角之後，再用pid控制器保持飛行器的水平姿態，直到與主處理器的連線恢復正常，再將電機控制權交還給主處理器。用尤拉角表示剛體姿態方便幾何推導，但是存在萬向節死鎖，即當剛體的3個萬向節中兩個的軸發生重合時，會出現失去乙個自由度的情況。四元數法則不存在這個問題，並且運算步驟也相對簡單，適合在本文控制系統的協處理器中運用 、
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