Rust è un ottimo linguaggio di programmazione per lo sviluppo di dispositivi embedded come gli MCU, che hanno risorse limitate. In particolare, Bare Metal (anche noto come no_std) offre molti vantaggi e consente di creare applicazioni complete interamente in Rust.
I seguenti passaggi descrivono come creare, costruire, flashare e simulare un’applicazione per ESP32-S3, che è inclusa in molti DevKit come l’ESP32-S3-BOX-3 o l’M5Stack CoreS3.
Sono necessari diversi strumenti da installare.
Innanzitutto, dobbiamo installare Rust stesso. Utilizzeremo rustup.
curl --proto '=https' --tlsv1.2 -sSf https://sh.rustup.rs | sh
Avremo bisogno di diversi strumenti aggiuntivi. Possiamo utilizzare `cargo install` per eseguire l’installazione dal codice sorgente. Il metodo più veloce è utilizzare cargo-binstall, che distribuisce i binari degli strumenti, risparmiando tempo rispetto all’installazione dal codice sorgente.
curl -L --proto '=https' --tlsv1.2 -sSf https://raw.githubusercontent.com/cargo-bins/cargo-binstall/main/install-from-binstall-release.sh | bash
Ora possiamo installare strumenti aggiuntivi:
- espup – Strumento per installare e mantenere l’ecosistema Rust di Espressif.
- cargo-generate – Strumento per creare progetti Rust a partire da modelli.
- espflash – Utilità di flash seriale per SoC e moduli Espressif. Sostituzione in Rust per esptool.py basato su Python.
cargo binstall espup cargo-generate espflash
Poiché stiamo puntando all’ESP32-S3, che si basa sull’architettura Xtensa, avremo bisogno della toolchain Rust Xtensa, che deve essere installata separatamente. Nota: Per i chip introdotti dopo l’ESP32-S3, come l’ESP32-C3, che si basano sull’architettura RISC-V, questa dipendenza non è necessaria.
espup install source ~/export-esp.sh
Ora possiamo generare un progetto utilizzando il modello Bare Metal di esp-rs/esp-template utilizzando cargo-generate. Lo strumento farà diverse domande. Ecco la configurazione consigliata:
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
Il progetto `embedded-rust` dovrebbe essere creato e ora siamo pronti per costruirlo e flasharlo.
È consigliato costruire il progetto in profilo Release, per considerazioni di performance, specialmente se si prevede di usare WiFi, che richiede molte risorse, e il profilo di debug è troppo lento.
Collegare l’ESP32-S3-BOX-3 al computer usando un cavo USB e digitare il seguente comando, che invocherà un comando di build e espflash con l’opzione monitor per flashare e monitorare l’hardware.
cd embedded-rust cargo run --release
Se non si dispone dell’ESP32-S3-BOX-3, è possibile utilizzare il simulatore Wokwi. Aprire VS Code:
code .
Installare l’estensione Wokwi per VS Code (Ctrl+Shift+P), selezionare “Install extension”, cercare Wokwi e cliccare su “install”.
Attivare la licenza gratuita di Wokwi (Ctrl+Shift+P), selezionare “Wokwi: Request a new license” e seguire il processo di attivazione nel browser web.
Se il progetto è stato creato in profilo Release, è necessario modificare il percorso del binario nel file `wokwi.toml`:
[wokwi] version = 1 elf = "target/xtensa-esp32s3-none-elf/release/embedded-rust" firmware = "target/xtensa-esp32s3-none-elf/release/embedded-rust"
Eseguire la simulazione (Ctrl+Shift+P), selezionare “Wokwi: Start Simulator”.
Il chip simulato dovrebbe apparire e si dovrebbe ottenere il seguente risultato:
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!
Congratulazioni! Hai completato il tuo primo progetto Rust Bare Metal per ESP32-S3-BOX-3.
Suggerimento per la produttività: Puoi mantenere aperta la finestra di Wokwi con il simulatore mentre sviluppi l’applicazione. Una volta costruita l’applicazione usando `cargo run –release`, il simulatore rileverà la modifica e ti mostrerà la simulazione anche mentre aspetti che la procedura di flash sia completata. Questo può farti risparmiare molto tempo permettendoti di vedere immediatamente i risultati di una modifica del codice.