10-嵌入式与no_std企业应用

嵌入式与no_std企业应用

原理

嵌入式 Rust 的核心工具链：

#![no_std]：移除标准库依赖（std）使用核心库（core）。core 提供基本类型、Option/Result、迭代器但不含任何 OS 依赖（如文件、网络、线程、动态分配）。

#[panic_handler]：用户必须定义 panic 行为（通常是 loop {} 禁止继续执行或 cortex_m::peripheral::SCB::sys_reset() 重置）。

alloc crate：需要动态内存时可通过 extern crate alloc 引入 Vec、Box、String 等，但需提供全局分配器（#[global_allocator]）。

embedded_hal：硬件抽象层，定义 SPI、I2C、GPIO、PWM、ADC 等标准接口。同一 API 可在不同 MCU 上运行（如 stm32、nrf、esp32）。

编译目标：thumbv7em-none-eabi (ARM Cortex-M4), riscv32imac-unknown-none-elf (RISC-V)，使用 cargo build --target <triple> 交叉编译。

安全: 固件安全

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语法

#![no_std]
#![no_main]
 
use panic_halt as _;  // panic = 停止 CPU
 
#[cortex_m_rt::entry]
fn main() -> ! {
    let peripherals = stm32f4::Peripherals::take().unwrap();
 
    // GPIO 配置
    let gpioc = peripherals.GPIOC;
    let rcc = peripherals.RCC;
 
    // ... 点亮 LED ...
 
    loop {
        // 主循环
    }
}

# Cargo.toml for embedded
[dependencies]
cortex-m = "0.7"
cortex-m-rt = "0.7"
panic-halt = "0.2"
embedded-hal = "1.0"

常见嵌入式目标

目标 triple	架构	典型 MCU
thumbv7em-none-eabihf	ARM Cortex-M4F	STM32F4
thumbv6m-none-eabi	ARM Cortex-M0+	RP2040 (Raspberry Pi Pico)
riscv32imac-unknown-none-elf	RISC-V	ESP32-C3
xtensa-esp32-espidf	Xtensa	ESP32

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实践

AI 自检

1. no_std 环境下 format! 宏仍可用吗？core::fmt 与 std::fmt 的关系？
2. 嵌入式 .elf 文件如何 flashing 到 MCU？probe-rs 的工作流程是什么？