Rust je skvelý programovací jazyk pre vývoj zabudovaných zariadení ako MCU, ktoré majú obmedzené zdroje. Najmä Bare Metal (známy aj ako no_std) prináša mnoho výhod a umožňuje vytvárať celé aplikácie čisto v Rust.
Nasledujúce kroky popisujú, ako vytvoriť, zostaviť, flashovať a simulovať aplikáciu pre ESP32-S3, ktorá je súčasťou mnohých DevKitov, ako sú ESP32-S3-BOX-3 alebo M5Stack CoreS3.
Je potrebné nainštalovať niekoľko nástrojov.
Najprv musíme nainštalovať samotný Rust. Použijeme rustup.
curl --proto '=https' --tlsv1.2 -sSf https://sh.rustup.rs | sh
Budeme potrebovať niekoľko ďalších nástrojov. Môžeme použiť `cargo install` na vykonanie inštalácie zo zdrojového kódu. Rýchlejšia metóda je použitie cargo-binstall, ktorý nasadzuje binárne súbory nástrojov a tým šetrí čas v porovnaní s inštaláciou zo zdrojového kódu.
curl -L --proto '=https' --tlsv1.2 -sSf https://raw.githubusercontent.com/cargo-bins/cargo-binstall/main/install-from-binstall-release.sh | bash
Teraz môžeme nainštalovať ďalšie nástroje:
- espup – Nástroj na inštaláciu a údržbu Espressif Rust ekosystému.
- cargo-generate – Nástroj na vytváranie Rust projektov zo šablón.
- espflash – Sériový flashovací nástroj pre Espressif SoC a moduly. Rust náhrada za esptool.py založený na Pythone.
cargo binstall espup cargo-generate espflash
Keďže cieľujeme na ESP32-S3, ktorý je založený na architektúre Xtensa, budeme potrebovať Rust Xtensa toolchain, ktorý je potrebné nainštalovať samostatne. Poznámka: Pre čipy predstavené po ESP32-S3, ako je ESP32-C3, ktoré sú založené na architektúre RISC-V, táto závislosť nie je potrebná.
espup install source ~/export-esp.sh
Teraz môžeme vygenerovať projekt pomocou Bare Metal šablóny z esp-rs/esp-template pomocou cargo-generate. Nástroj bude klásť niekoľko otázok. Tu je odporúčané nastavenie:
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 mal byť vytvorený a teraz sme pripravení ho zostaviť a flashovať.
Odporúča sa zostaviť projekt v Release profile kvôli výkonnostným úvahám, najmä ak plánujete použiť WiFi, ktoré vyžaduje veľa zdrojov, a debug profil je príliš pomalý.
Pripojte ESP32-S3-BOX-3 k počítaču pomocou USB kábla a zadajte nasledujúci príkaz, ktorý vyvolá build a espflash príkaz s monitorovacou voľbou na flashovanie a monitorovanie hardvéru.
cd embedded-rust cargo run --release
Ak nemáte ESP32-S3-BOX-3 pri sebe, môžete použiť Wokwi Simulator. Otvorte VS Code:
code .
Nainštalujte Wokwi VS Code Extension (Ctrl+Shift+P), vyberte “Install extension”, vyhľadajte Wokwi a kliknite na “install”.
Aktivujte bezplatnú Wokwi licenciu (Ctrl+Shift+P), vyberte “Wokwi: Request a new license” a nasledujte aktivačný proces vo webovom prehliadači.
Ak bol projekt vytvorený v Release profile, musíme zmeniť cestu k binárnemu súboru v súbore `wokwi.toml`:
[wokwi] version = 1 elf = "target/xtensa-esp32s3-none-elf/release/embedded-rust" firmware = "target/xtensa-esp32s3-none-elf/release/embedded-rust"
Spustite simuláciu (Ctrl+Shift+P), vyberte “Wokwi: Start Simulator”.
Simulovaný čip by sa mal objaviť a mali by ste získať nasledujúci výsledok:
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 ste svoj prvý Rust Bare Metal projekt pre ESP32-S3-BOX-3.
Tip pre produktivitu: Môžete nechať okno Wokwi so simulátorom otvorené počas vývoja aplikácie. Akonáhle zostavíte aplikáciu pomocou `cargo run –release`, simulátor vykoná zmenu a zobrazí vám simuláciu, aj keď čakáte na dokončenie flashovacieho procesu. To môže výrazne ušetriť čas tým, že vám umožní okamžite vidieť výsledky zmeny kódu.