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name: domain-embedded description: “用于开发嵌入式/no_std Rust。关键词：嵌入式，no_std，微控制器，MCU，ARM，RISC-V，裸机，固件，HAL，PAC，RTIC，embassy，中断，DMA，外设，GPIO，SPI，I2C，UART，embedded-hal，cortex-m，esp32，stm32，nrf，嵌入式，单片机，固件，裸机” globs: [“/Cargo.toml", "/.cargo/config.toml”] user-invocable: false

项目上下文（自动注入）

目标配置： !cat .cargo/config.toml 2>/dev/null || echo "未找到 .cargo/config.toml 文件"

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嵌入式领域

第3层：领域约束

领域约束 → 设计影响

领域规则	设计约束	Rust 含义
无堆内存	栈分配	heapless，无 Box/Vec
无标准库	仅核心库	#![no_std]
实时性	可预测的时序	无动态分配
资源受限	最小内存	静态缓冲区
硬件安全	安全的外设访问	HAL + 所有权
中断安全	ISR 中无阻塞	原子操作，临界区

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关键约束

无动态分配

规则：不能使用堆内存（无分配器）
原因：确定性内存，无内存不足（OOM）
RUST：heapless::Vec<T, N>，数组

中断安全

规则：共享状态必须是中断安全的
原因：ISR 可能在任何时候抢占
RUST：Mutex<RefCell<T>> + 临界区

硬件所有权

规则：外设必须有明确的所有权
原因：防止冲突访问
RUST：HAL 获取所有权，单例模式

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向下追溯 ↓

从约束到设计（第2层）：

“需要兼容 no_std 的数据结构”
    ↓ m02-资源：heapless 集合
    ↓ 静态大小：heapless::Vec<T, N>

“需要中断安全的状态”
    ↓ m03-可变性：Mutex<RefCell<Option<T>>>
    ↓ m07-并发：临界区

“需要外设所有权”
    ↓ m01-所有权：单例模式
    ↓ m12-生命周期：硬件的 RAII

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层级栈

层级	示例	目的
PAC	stm32f4, esp32c3	寄存器访问
HAL	stm32f4xx-hal	硬件抽象
框架	RTIC, Embassy	并发
特质	embedded-hal	可移植驱动

框架对比

框架	风格	最适合
RTIC	基于优先级	中断驱动应用
Embassy	异步	复杂状态机
裸机	手动	简单应用

关键 Crate

目的	Crate
运行时（ARM）	cortex-m-rt
Panic 处理	panic-halt, panic-probe
集合	heapless
HAL 特质	embedded-hal
日志	defmt
闪存/调试	probe-run

设计模式

模式	目的	实现
no_std 设置	裸机	#![no_std] + #![no_main]
入口点	启动	#[entry] 或 embassy
静态状态	ISR 访问	Mutex<RefCell<Option<T>>>
固定缓冲区	无堆内存	heapless::Vec<T, N>

代码模式：静态外设

#![no_std]
#![no_main]

use cortex_m::interrupt::{self, Mutex};
use core::cell::RefCell;

static LED: Mutex<RefCell<Option<Led>>> = Mutex::new(RefCell::new(None));

#[entry]
fn main() -> ! {
    let dp = pac::Peripherals::take().unwrap();
    let led = Led::new(dp.GPIOA);

    interrupt::free(|cs| {
        LED.borrow(cs).replace(Some(led));
    });

    loop {
        interrupt::free(|cs| {
            if let Some(led) = LED.borrow(cs).borrow_mut().as_mut() {
                led.toggle();
            }
        });
    }
}

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常见错误

错误	领域违规	修复方法
使用 Vec	堆分配	heapless::Vec
无临界区	与 ISR 的竞态条件	Mutex + interrupt::free
在 ISR 中阻塞	错过中断	推迟到主循环
不安全的外设访问	硬件冲突	HAL 所有权

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追溯至第1层

约束	第2层模式	第1层实现
无堆内存	静态集合	heapless::Vec<T, N>
ISR 安全	临界区	Mutex<RefCell<T>>
硬件所有权	单例模式	take().unwrap()
no_std	仅核心库	#![no_std], #![no_main]

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相关技能

当需要时	参见
静态内存	m02-资源
内部可变性	m03-可变性
中断模式	m07-并发
用于硬件的 Unsafe	unsafe-checker