Rust to doskonały język programowania do tworzenia urządzeń wbudowanych, takich jak MCU, które mają ograniczone zasoby. W szczególności Bare Metal (znany również jako no_std) przynosi wiele korzyści i umożliwia tworzenie całych aplikacji wyłącznie w Rust.
Poniższe kroki opisują, jak stworzyć, zbudować, flashować i symulować aplikację dla ESP32-S3, który jest dostępny w wielu zestawach deweloperskich, takich jak ESP32-S3-BOX-3 lub M5Stack CoreS3.
Należy zainstalować kilka narzędzi.
Po pierwsze, musimy zainstalować sam Rust. Użyjemy rustup.
curl --proto '=https' --tlsv1.2 -sSf https://sh.rustup.rs | sh
Będziemy potrzebować kilku dodatkowych narzędzi. Możemy użyć `cargo install`, aby przeprowadzić instalację z kodu źródłowego. Szybszą metodą jest użycie cargo-binstall, który wdraża binaria narzędzi, oszczędzając czas w porównaniu z instalacją z kodu źródłowego.
curl -L --proto '=https' --tlsv1.2 -sSf https://raw.githubusercontent.com/cargo-bins/cargo-binstall/main/install-from-binstall-release.sh | bash
Teraz możemy zainstalować dodatkowe narzędzia:
- espup – Narzędzie do instalowania i utrzymywania ekosystemu Rust Espressif.
- cargo-generate – Narzędzie do tworzenia projektów Rust z szablonów.
- espflash – Narzędzie do flashowania przez serial dla SoC i modułów Espressif. Zastępnik esptool.py w Rust dla Python.
cargo binstall espup cargo-generate espflash
Ponieważ naszym celem jest ESP32-S3, który opiera się na architekturze Xtensa, będziemy potrzebować toolchain Rust Xtensa, który należy zainstalować osobno. Uwaga: Dla chipów wprowadzonych po ESP32-S3, takich jak ESP32-C3, które opierają się na architekturze RISC-V, ta zależność nie jest potrzebna.
espup install source ~/export-esp.sh
Teraz możemy wygenerować projekt, korzystając z szablonu Bare Metal z esp-rs/esp-template przy użyciu cargo-generate. Narzędzie zada kilka pytań. Oto zalecana konfiguracja:
cargo generate esp-rs/esp-template Project Name: embedded-rust Destination: /home/georgik/projects/embedded-rust ... project-name: embedded-rust ... Generating template ... ✔ Which MCU to target? · esp32s3 ✔ Configure advanced template options? · true ✔ Enable allocations via the esp-alloc crate? · true ✔ Enable WiFi/Bluetooth/ESP-NOW via the esp-wifi crate? · false ✔ Configure project to use Dev Containers (VS Code and GitHub Codespaces)? · true ✔ Configure project to support Wokwi simulation with Wokwi VS Code extension? · true ✔ Add CI files for GitHub Action? · true ✔ The template is requesting to run the following command. Do you agree? cargo fmt · yes Moving generated files into: `/home/georgik/projects/embedded-rust`... Initializing a fresh Git repository ✨ Done! New project created /home/georgik/projects/embedded-rust
Projekt `embedded-rust` powinien być utworzony i teraz jesteśmy gotowi, aby go zbudować i flashować.
Zaleca się budowanie projektu w profilu Release, ze względu na wydajność, zwłaszcza jeśli planujesz używać WiFi, które wymaga wielu zasobów, a profil debugowania jest zbyt wolny.
Podłącz ESP32-S3-BOX-3 do komputera za pomocą kabla USB i wpisz następujące polecenie, które uruchomi polecenie build i espflash z opcją monitorowania, aby flashować i monitorować sprzęt.
cd embedded-rust cargo run --release
Jeśli nie masz ESP32-S3-BOX-3, możesz użyć symulatora Wokwi. Otwórz VS Code:
code .
Zainstaluj rozszerzenie Wokwi dla VS Code (Ctrl+Shift+P), wybierz “Install extension”, wyszukaj Wokwi i kliknij “install”.
Aktywuj darmową licencję Wokwi (Ctrl+Shift+P), wybierz “Wokwi: Request a new license” i postępuj zgodnie z procesem aktywacji w przeglądarce internetowej.
Jeśli projekt został utworzony w profilu Release, musimy zmienić ścieżkę do pliku binarnego w pliku `wokwi.toml`:
[wokwi] version = 1 elf = "target/xtensa-esp32s3-none-elf/release/embedded-rust" firmware = "target/xtensa-esp32s3-none-elf/release/embedded-rust"
Uruchom symulację (Ctrl+Shift+P), wybierz “Wokwi: Start Simulator”.
Symulowany chip powinien się pojawić i powinieneś uzyskać następujący wynik:
ESP-ROM:esp32s3-20210327 Build:Mar 27 2021 rst:0x1 (POWERON),boot:0x8 (SPI_FAST_FLASH_BOOT) SPIWP:0xee mode:DIO, clock div:1 load:0x3fce3808,len:0x370 load:0x403c9700,len:0x900 load:0x403cc700,len:0x2364 entry 0x403c98ac INFO - Hello world!
Gratulacje! Ukończyłeś swój pierwszy projekt Rust Bare Metal dla ESP32-S3-BOX-3.
Porada dotycząca produktywności: Możesz pozostawić otwarte okno Wokwi z symulatorem podczas tworzenia aplikacji. Po zbudowaniu aplikacji przy użyciu `cargo run –release`, symulator przechwyci zmianę i pokaże symulację, nawet podczas oczekiwania na zakończenie procesu flashowania. Może to znacznie zaoszczędzić czas, pozwalając na natychmiastowe zobaczenie wyników zmiany kodu.