Arduino Nano 33 BLE Sense 在 TockOS 中点灯

2020 年底，突然对 TinyML 产生兴趣，按书中推荐，买了块 Nano 33 （Nano 33 BLE Sense）。

最近加入了 Rust 中文社群，看到张老师发的公众号文章《2021 年 Rust 生态调研报告| 星辰大海 【上篇】》中提到嵌入式系统 TockOS，正好手里有板子，不如在 TockOS 中 用 Rust 来点个灯吧！说干就干。

首先，准备开发环境。我目前的开发环境在 MacOS 下，需要 Python3 、Rust 和 Tockloader。Tockloader 工具可以将内核和应用程序烧录到板子上，并且还具有对 Tock 板有用的功能，例如易于管理的串行连接，以及通过 JTAG 或 USB （如果安装了引导加载程序）。它是一个 Python 程序，可以使用 Python 包管理工具（pip）进行安装：

(Linux): pip3 install --upgrade tockloader --user
(MacOS): pip3 install --upgrade tockloader

由于我使用 USB 将电脑与板子进行连接，因此需要安装引导加载程序（Bootloader）。Nano 33 预装的是用在 Arduino 各种板上的 BOSSA Bootloader。不幸的是，这个引导加载程序不太适合 Tock 开发。对于 Tock 开发，我们需要将引导加载程序替换为 Tock Bootloader。 Tock Bootloader 在读写板时提供了更大的灵活性，并且也在 Tock 本身之上实现。现在将介绍如何安装 Tock Bootloader，我们的目标是把 Tock Bootloader 覆盖 BOSSA Bootloader。

• 第一步我们将需要 bossac 工具。使用开发板随附的现有引导加载程序需要此工具。可以从源代码编译此工具：

  git clone https://github.com/arduino/BOSSA
  cd BOSSA
  make bossac
  

  然后需要将 BOSSA/bin 添加到你的 $PATH 变量中，这样你的系统才能找到 bossac 程序。

• 接下来，将板子使用 USB 与电脑连接，然后我们将使用 BOSSA Bootloader 来加载 Tock Bootloader 的副本。 BOSSA Bootloader 期望所有应用程序代码（即不是引导加载程序）从地址 0x10000 开始。也就是说，当引导加载程序完成时，它开始在地址 0x10000 处执行。

• 因此，我们将加载 Tock 引导加载程序的副本到地址 0x10000。这也意味着我们需要一个经过编译的引导加载程序版本，以便在地址 0x10000 处运行。 要加载第一个 Tock Bootloader，请确保 Nano 33 处于引导加载程序模式，方法是 双击板子上的重置按钮（指示灯应闪烁），然后执行以下命令：

  bossac -e -w bootloaders/tock-bootloader.nano33ble.v1.1.0.0x10000.bin
  

  tockloader
  flash -address 0x10000 /Users/zhanghe/code/tock/target/thumbv7em-none-eabi/release/nano33ble.bin
  

  上面的 .bin 文件是我本地编译好的。可以克隆 https://github.com/tock/tock.git 仓库，在里面的 /boards/nano33ble 下有编译好的引导程序。

• 我们可以使用 tockloader 测试上一步是否成功。一个简单的测试是运行：

  tockloader info
  

  如果可以看到类似于下面这种信息，就表明 tockloader 可以与引导加载程序进行通信。

  [INFO   ] No device name specified. Using default name "tock".
  [INFO   ] Using "/dev/cu.usbmodem144101 - Nano 33 BLE - TockOS".
  tockloader version: 1.8.0
  [STATUS ] Showing all properties of the board...
  [INFO   ] Waiting for the bootloader to start
  Apps:
  [INFO   ] No found apps.
  Attributes:
  00:    board = nano33ble
  01:     arch = cortex-m4
  02:  appaddr = 0x50000
  03:
  04:
  05:
  06:
  07:
  08:
  09:
  10:
  11:
  12:
  13:
  14:
  15:
  
  Bootloader version: 1.1.0
  [INFO   ] Finished in 1.893 seconds
  

  到这里，安装引导加载程序基本完成了。

接下来，就可以通过 tockloader 安装应用程序了：

tockloader install blink

选择安装在线仓库 TAB 的应用，至此，点灯成功。下一篇，我们将使用 libtock-rs 库自己写一个点灯程序。