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Rustで組み込み開発を行うための環境構築

に公開

目的

タイトル通り、Rustで組み込み開発を行うための環境構築を行います。

開発ハード

  • Mac book pro m3
  • Raspberry pi pico 2 w

Rustツールチェーンの導入

curl https://sh.rustup.rs -sSf | sh
rustup default stable
rustup component add rust-src rustfmt clippy

どの組み込み環境でも共通です。

Raspberry pi

RP2350のターゲットを追加

RP2350はARM Cortex-M33が使われています。

rustup target add thumbv8m.main-none-eabihf

ユーティリティのインストール

役に立ちそうなものをいくつかインストールしておきます。

cargo install flip-link        # スタックオーバーフロー検出などに便利
cargo install elf2uf2-rs       # ELF→UF2 変換(Picoへの書込み用)
cargo install cargo-generate   # テンプレート作成に使用

Lチカ

Raspberry pi pico 2 wは従来のpico wとは載っているチップが異なります。(rp2040 → rp2350)

加えて通常のpico2とは異なり、LEDが無線チップ側についているせいで普通のGPIO点滅よりも一手間面倒です。

とりあえずEmbassy公式のexampleから2350系のものをとってきます。

git clone https://github.com/embassy-rs/embassy/

調べていくとblinky_wifi.rsが存在しますね。

//! This example tests the RP Pico 2 W onboard LED.
//!
//! It does not work with the RP Pico 2 board. See `blinky.rs`.

#![no_std]
#![no_main]

use cyw43_pio::{PioSpi, RM2_CLOCK_DIVIDER};
use defmt::*;
use embassy_executor::Spawner;
use embassy_rp::bind_interrupts;
use embassy_rp::gpio::{Level, Output};
use embassy_rp::peripherals::{DMA_CH0, PIO0};
use embassy_rp::pio::{InterruptHandler, Pio};
use embassy_time::{Duration, Timer};
use static_cell::StaticCell;
use {defmt_rtt as _, panic_probe as _};

// Program metadata for `picotool info`.
// This isn't needed, but it's recommended to have these minimal entries.
#[unsafe(link_section = ".bi_entries")]
#[used]
pub static PICOTOOL_ENTRIES: [embassy_rp::binary_info::EntryAddr; 4] = [
    embassy_rp::binary_info::rp_program_name!(c"Blinky Example"),
    embassy_rp::binary_info::rp_program_description!(
        c"This example tests the RP Pico 2 W's onboard LED, connected to GPIO 0 of the cyw43 \
        (WiFi chip) via PIO 0 over the SPI bus."
    ),
    embassy_rp::binary_info::rp_cargo_version!(),
    embassy_rp::binary_info::rp_program_build_attribute!(),
];

bind_interrupts!(struct Irqs {
    PIO0_IRQ_0 => InterruptHandler<PIO0>;
});

#[embassy_executor::task]
async fn cyw43_task(runner: cyw43::Runner<'static, Output<'static>, PioSpi<'static, PIO0, 0, DMA_CH0>>) -> ! {
    runner.run().await
}

#[embassy_executor::main]
async fn main(spawner: Spawner) {
    let p = embassy_rp::init(Default::default());
    let fw = include_bytes!("../../../../cyw43-firmware/43439A0.bin");
    let clm = include_bytes!("../../../../cyw43-firmware/43439A0_clm.bin");

    // To make flashing faster for development, you may want to flash the firmwares independently
    // at hardcoded addresses, instead of baking them into the program with `include_bytes!`:
    //     probe-rs download ../../cyw43-firmware/43439A0.bin --binary-format bin --chip RP235x --base-address 0x10100000
    //     probe-rs download ../../cyw43-firmware/43439A0_clm.bin --binary-format bin --chip RP235x --base-address 0x10140000
    //let fw = unsafe { core::slice::from_raw_parts(0x10100000 as *const u8, 230321) };
    //let clm = unsafe { core::slice::from_raw_parts(0x10140000 as *const u8, 4752) };

    let pwr = Output::new(p.PIN_23, Level::Low);
    let cs = Output::new(p.PIN_25, Level::High);
    let mut pio = Pio::new(p.PIO0, Irqs);
    let spi = PioSpi::new(
        &mut pio.common,
        pio.sm0,
        // SPI communication won't work if the speed is too high, so we use a divider larger than `DEFAULT_CLOCK_DIVIDER`.
        // See: https://github.com/embassy-rs/embassy/issues/3960.
        RM2_CLOCK_DIVIDER,
        pio.irq0,
        cs,
        p.PIN_24,
        p.PIN_29,
        p.DMA_CH0,
    );

    static STATE: StaticCell<cyw43::State> = StaticCell::new();
    let state = STATE.init(cyw43::State::new());
    let (_net_device, mut control, runner) = cyw43::new(state, pwr, spi, fw).await;
    spawner.spawn(unwrap!(cyw43_task(runner)));

    control.init(clm).await;
    control
        .set_power_management(cyw43::PowerManagementMode::PowerSave)
        .await;

    let delay = Duration::from_millis(250);
    loop {
        info!("led on!");
        control.gpio_set(0, true).await;
        Timer::after(delay).await;

        info!("led off!");
        control.gpio_set(0, false).await;
        Timer::after(delay).await;
    }
}

まずはこいつをビルドします。

cargo build --bin blinky_wifi --release  --target thumbv8m.main-none-eabihf

picoにはuf2で入れたいので、公式のpicotoolを利用します。

brew install picotool

変換します。

picotool uf2 convert -t elf target/thumbv8m.main-none-eabihf/release/blinky_wifi pico2w.uf2

書き込み自体は生成したuf2ファイルをpicoにドラックアンドドロップでOK

→光ります。

Raspberry pi pico 2 wで書き込むまでの流れ

  1. ターゲット追加(初回)
rustup target add thumbv8m.main-none-eabihf
  1. ビルド
cargo build --bin ~~~ --release --target thumbv8m.main-none-eabihf
  1. ELF→uf2変換
picotool uf2 convert -t elf target/thmbv8m.main-none-eabihf/release/<実行ファイル名> <実行ファイル名>.uf2

次回

Wifiに自動接続できるようにします。

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