{Programación de Sistemas Embebidos usando Rust}

Talleres ETR 2022-II

Noviembre 8 de 2022

Gerardo Becerra, Ph.D.

Agenda

# INTRODUCCIÓN: FUNDAMENTOS DE RUST

Introducción
- Fundamentos de Rust
- Rust para sistemas embebidos
- Hardware
- Configuración del entorno de desarrollo
Demos
Preguntas (Por favor formularlas en el chat)

Registro de asistencia: https://bit.ly/asistaller

Fundamentos de Rust

# INTRODUCCIÓN: FUNDAMENTOS DE RUST

Desarrollado por Graydon Hoare en Mozilla y adoptado por compañías como Amazon, Discord, Dropbox, Meta, Google, Microsoft.
Lenguaje de programación de propósito general, multiparadigma.
Énfasis en desempeño, seguridad en tipos de datos y concurrencia.
Impone seguridad en memoria: todas las referencias a ubicaciones de memoria son válidas, sin requerir un garbage collector.
Borrow checker: rastrea lifetimes y scope de todas las referencias durante la compilación.
Curva de aprendizaje pronunciada. 🤔🤔🤔

Ejemplo

fn main() {
    let mut valores = vec![1, 2, 3, 4];

    for valor in &valores {
        println!("value = {}", valor);
    }

    if valores.len() > 5 {
        println!("La lista tiene más de 5 elementos");
    }

    match valores.len() {
        0 => println!("Vacío"),
        1 => println!("Un valor"),
        2..=10 => println!("Entre dos y diez valores"),
        11 => println!("Once valores"),
        _ => println!("Muchos valores"),
    };

    while let Some(valor) = valores.pop() {
        println!("Valor = {valor}");
    }
}

# INTRODUCCIÓN: FUNDAMENTOS DE RUST

Rust para sistemas embebidos

# INTRODUCCIÓN: RUST PARA SISTEMAS EMBEBIDOS

Análisis estático robusto: Impone configuración de pines y periféricos al momento de compilar.
Uso flexible de memoria: Asignación de memoria dinámica opcional.
Concurrencia: Es imposible compartir accidentalmente estados entre diferentes hilos de ejecución.
Interoperabilidad: Integración con bases de código existentes en C.
Portabilidad: Las librerías y drivers se escriben una vez y pueden usarse en una amplia variedad de sistemas => Hardware Abstraction Layer (HAL).
Comunidad: Soporte de sistemas embebidos desarrollado por la comunidad de código abierto.

# INTRODUCCIÓN: HARDWARE

micro:bit v2

Hardware

Modelo	Nordic nRF52833
Arquitectura	Arm Cortex-M4 32 bit processor with FPU
Flash ROM	512 KB
RAM	128 KB
Speed	64 MHz
Debug	Two-pin serial wire debug (SWD), JTAG

Procesador nRF52833

# INTRODUCCIÓN: HARDWARE

Hardware

Hardware Abstraction Layer (HAL)

# INTRODUCCIÓN: HARDWARE ABSTRACTION LAYER

Microcontroladores: Configuración a través de registros.
Registros: mapeados en memoria.
Código de bajo nivel, inseguro, poco ergonómico.
Solución: Interfaz de alto nivel - HAL.

embedded-hal

Traits definidos en embedded-hal:
- GPIO (pines entrada / salida)
- Comunicación serial
- I2C
- SPI
- Timers / Contadores
- ADC (Conversión Análogo-Digital)

Configuración del entorno de desarrollo

# INTRODUCCIÓN: CONFIGURACIÓN DEL ENTORNO DE DESARROLLO

Instrucciones de Instalación:

Herramientas:

Rust
gdb_multiarch
cargo-binutils
cargo-embed
minicom / PuTTY

Hola mundo!

#![no_main]
#![no_std]

use cortex_m_rt::entry;
use rtt_target::{rtt_init_print, rprintln};
use panic_rtt_target as _;
use microbit as _;

#[entry]
fn main() -> ! {
    rtt_init_print!();
    
    rprintln!("Hola mundo!");

    loop {}
}

# INTRODUCCIÓN: HOLA MUNDO!

# DEMOS

DEMOS

Registro de asistencia: https://bit.ly/asistaller

Referencias

# REFERENCIAS

The Discovery Book: https://docs.rust-embedded.org/discovery/microbit/index.html
The Rust Programming Language Book. https://doc.rust-lang.org/book/
The Embedded Rust Book: https://docs.rust-embedded.org/book/
Rust (programming language): https://en.wikipedia.org/wiki/Rust_(programming_language)

Muchas gracias por su participación

# FIN

fn main() {
    println!("¿Preguntas?");
}

Registro de asistencia: https://bit.ly/asistaller