SHA-256 기반 FHSS와 triple IMU를 통한 EW 내성 FC 설계

Context

일반적인 Pixhawk 계열 FC는 RF 링크 레이어를 외부 모듈에 의존하여 전자전(EW) 환경의 재밍 공격에 취약함. 특히 통신 단절 시 제어권 상실 및 GPS-denied 상황에서의 항법 정밀도 저하가 주요 병목 지점으로 작용함.

Technical Solution

• SX1280 트랜시버를 보드 내장하여 RF 물리 계층과 제어 로직을 단일 하드웨어로 통합한 구조 설계
• SHA-256 해시 기반의 Seed-Counter 생성 방식을 통한 예측 불가능한 40채널 FHSS(200 hops/sec) 구현
• -137dBm 감도의 LoRa SF12 Fallback 메커니즘을 통한 최악의 재밍 상황 내 최소 제어 링크 확보
• ICM-42688-P 등 서로 다른 특성의 Triple IMU Redundancy 구성으로 센서 노이즈 및 고장 내성 강화
• TVS 다이오드와 Polyfuse 배치를 통한 EMP 및 서지 보호 회로 설계로 하드웨어 생존성 증대
• EKF3 기반의 Inertial Navigation 적용으로 GPS 신호 차단 시에도 자율 비행 유지 가능 구조 채택

Impact

• SHA-256 암호화 기반 FHSS 적용으로 무작위 호핑 패턴 구현
• LoRa SF12 전환 시 일반 FLRC 대비 약 1,600배 향상된 수신 감도(-137dBm) 확보
• 최대 10km의 유효 통신 거리 달성

Key Takeaway

임계 시스템 설계 시 외부 모듈 의존도를 낮추는 하드웨어 통합과, 다층적 Fail-safe(FHSS $\rightarrow$ LoRa $\rightarrow$ RTH) 전략을 통한 가용성 극대화 원칙을 도출할 수 있음.