STM32F407VET6 搭配 NuttX (micro_ROS)

 

STM32F407VET6 搭配 NuttX 並移植 micro-ROS 是一個非常具挑戰性但強大靈活的嵌入式開發方案。以下為你整理一套完整的「micro-ROS on NuttX + STM32F407VET6」移植流程、範例、與學習資源。

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🧱 一、整體架構簡介

組件	功能
STM32F407VET6	目標 MCU，Cortex-M4 核心
NuttX RTOS	輕量 POSIX 相容 RTOS，提供 UART、任務、檔案系統等
micro-ROS	精簡 ROS 2 通訊框架，用於嵌入式裝置
Agent	運行於 Linux 主機，用於轉換 ROS 2 DDS 通訊
Transport	STM32 通常透過 UART 或 USB CDC 連線到 Agent

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🚀 二、開發前準備

✅ 1. 安裝工具鏈

bash
sudo apt install gcc-arm-none-eabi gperf cmake python3-pip
pip3 install pyserial esptool

✅ 2. 安裝 NuttX 環境（使用官方 nuttx + apps）

bash
git clone https://github.com/apache/incubator-nuttx nuttx
git clone https://github.com/apache/incubator-nuttx-apps apps

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🛠️ 三、micro-ROS 移植範例與設定流程

✅ 1. 使用 micro-ROS build system 建立範例專案

bash
git clone https://github.com/micro-ROS/micro_ros_setup.git
cd micro_ros_setup
git submodule update --init --recursive
ros2 run micro_ros_setup create_firmware_ws.sh nuttx stm32f4discovery

提示：

• stm32f4discovery 可以改成自訂的 F407VET6 板（需手動調整 config）

• 預設是 stm32f407vg，可以通用

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✅ 2. 編譯並下載 NuttX with micro-ROS

bash
ros2 run micro_ros_setup configure_firmware.sh int32_publisher
ros2 run micro_ros_setup build_firmware.sh

✅ 3. 將 NuttX 燒錄到板子

bash
ros2 run micro_ros_setup flash_firmware.sh

如果你是裸機 (Boot0 上拉)，可改用 st-flash 或 OpenOCD：

bash
st-flash write nuttx.bin 0x8000000

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🧪 四、啟動 micro-ROS Agent (host PC)

在主機上運行 Agent：

bash
docker run -it --rm --net=host --privileged \
  -v /dev:/dev \
  microros/micro-ros-agent:foxy serial --dev /dev/ttyUSB0

成功後你會看到：

arduino
[INFO] Client connected
[INFO] Successfully negotiated...

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🗂️ 五、micro-ROS 範例：int32_publisher.c

c
rclc_init();
rclc_create_node(...);
rclc_create_publisher(...);
rclc_timer_callback(...) {
  msg.data = count++;
  rcl_publish(...);
}

你可以透過：

bash
ros2 topic echo /micro_ros_arduino_node_publisher

來觀察資料是否成功上傳！

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📚 六、教學與資源推薦

資源	說明
🔗 micro-ROS 官方指南	官方全平台安裝教學與 RTOS 支援狀況
🔗 STM32F4 NuttX board support	STM32F4 NuttX BSP 原始碼
🔗 micro-ROS on NuttX 教學（官方影片）	快速教學影片
🔗 micro_ros_setup 工具	建立移植工程的主要工具
🔗 rclc API Reference	micro-ROS 應用程式寫法參考

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🎯 如果你使用 F407VET6 自訂板（非 discovery）

請確認：

• ✅ 修改 NuttX 的 defconfig，改為 CONFIG_ARCH_CHIP_STM32F407VE

• ✅ 自訂 board.h / board_config.h 適配你的 Flash / RAM

• ✅ UART port 要設對，通常 UART1 / UART2