Application and Performance Evaluation of micro-ROS for CubeSat Flight Software

인공위성용 고성능 비행소프트웨어는 마이크로컨트롤러 기반 큐브위성에 그대로 적용하기 어려워, ROS2를 경량화한 micro-ROS가 대안으로 주목받고 있다. 본 연구에서는 ROS 기반 큐브위성 비행소프트웨어의 초기 프레임워크를 제안하고, STM32H 보드에 micro-ROS를 이식하여 통신 성능을 평가하였다. UART 대역폭 한계에서도 메시지 손실 없이 CPU 사용률은 최대 8%에 그쳤다. 또한 동일 하드웨어에 통신 기능을 FreeRTOS로 직접 구현한 프로토타입과 비교하여, 주기적 텔레메트리·요청-응답·대용량 전송 세 패턴의 성능과 메모리 사용량을 정량 비교하였다. 미들웨어 도입은 보드 내부 처리시간·유효 처리량·메모리(플래시 약 4.2배·정적 RAM 약 4.5배)에서 비용을 수반하되 평균 응답성에서는 이점을 갖는 상충 관계를 보였으며, 이러한 차이가 두 구현의 구조적 차이로 설명됨을 규명하였다. 실험 결과는 향후 S-Band 무선 통신 환경에서의 성능 비교 기준으로 활용될 것이다.