Rust je skvělý programovací jazyk pro vývoj vestavěných zařízení, jako jsou MCU, které mají omezené zdroje. Zvláště Bare Metal (a.k.a. no_std) přináší mnoho výhod a umožňuje vytvořit celé aplikace čistě v Rustu.
Následující kroky popisují, jak vytvořit, sestavit, flashovat a simulovat aplikaci pro ESP32-S3, která je součástí mnoha DevKitů, jako jsou ESP32-S3-BOX-3 nebo M5Stack CoreS3.
Je potřeba nainstalovat několik nástrojů.
Nejprve musíme nainstalovat samotný Rust. Použijeme rustup.
curl --proto '=https' --tlsv1.2 -sSf https://sh.rustup.rs | sh
Budeme potřebovat několik dalších nástrojů. Můžeme použít `cargo install` k provedení instalace ze zdrojového kódu. Rychlejší metodou je použití cargo-binstall, který instaluje binární soubory nástrojů a tím šetří čas ve srovnání s instalací ze zdrojového kódu.
curl -L --proto '=https' --tlsv1.2 -sSf https://raw.githubusercontent.com/cargo-bins/cargo-binstall/main/install-from-binstall-release.sh | bash
Nyní můžeme nainstalovat další nástroje:
- espup – Nástroj pro instalaci a údržbu Espressif Rust ekosystému.
- cargo-generate – Nástroj pro vytváření Rust projektů z šablon.
- espflash – Seriový flashovací nástroj pro Espressif SoC a moduly. Rust náhrada za Python založený esptool.py
cargo binstall espup cargo-generate espflash
Protože cílíme na ESP32-S3, který je založen na Xtensa architektuře, budeme potřebovat Rust Xtensa toolchain, který je potřeba nainstalovat samostatně. Poznámka: Pro čipy uvedené po ESP32-S3, jako je ESP32-C3, které jsou založeny na RISC-V architektuře, tato závislost není potřebná.
espup install source ~/export-esp.sh
Nyní můžeme vygenerovat projekt pomocí Bare Metal šablony z esp-rs/esp-template pomocí cargo-generate. Nástroj se bude ptát na několik otázek. Zde je doporučené nastavení:
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` by měl být vytvořen a nyní jsme připraveni ho sestavit a flashovat.
Doporučuje se sestavit projekt v Release profilu kvůli výkonu, zejména pokud plánujete použít WiFi, které vyžaduje hodně zdrojů, a debug profil je příliš pomalý.
Připojte ESP32-S3-BOX-3 k počítači pomocí USB kabelu a zadejte následující příkaz, který vyvolá build a espflash příkaz s monitorovací volbou pro flashování a monitorování hardwaru.
cd embedded-rust cargo run --release
Pokud nemáte k dispozici ESP32-S3-BOX-3, můžete použít Wokwi Simulator. Otevřete VS Code:
code .
Nainstalujte Wokwi VS Code Extension (Ctrl+Shift+P), vyberte “Install extension”, vyhledejte Wokwi a klikněte na “install”.
Aktivujte bezplatnou Wokwi licenci (Ctrl+Shift+P), vyberte “Wokwi: Request a new license” a následujte aktivační proces ve webovém prohlížeči.
Pokud byl projekt vytvořen v Release profilu, musíme změnit cestu k binárnímu souboru v souboru `wokwi.toml`:
[wokwi] version = 1 elf = "target/xtensa-esp32s3-none-elf/release/embedded-rust" firmware = "target/xtensa-esp32s3-none-elf/release/embedded-rust"
Spusťte simulaci (Ctrl+Shift+P), vyberte “Wokwi: Start Simulator”.
Simulovaný čip by se měl objevit a měli byste získat následující výsledek:
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!
Gratulujeme! Dokončili jste svůj první Rust Bare Metal projekt pro ESP32-S3-BOX-3.
Tip: Můžete nechat okno Wokwi se simulátorem otevřené během vývoje aplikace. Jakmile aplikaci sestavíte pomocí `cargo run –release`, simulátor provede změnu a zobrazí vám simulaci, i když čekáte na dokončení flashovacího procesu. To může výrazně ušetřit čas, protože umožňuje okamžitě vidět výsledky změny kódu.