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使用嵌入式 Swift 的 Seeed Studio XIAO-C6 指南

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本文档由 AI 翻译。如您发现内容有误或有改进建议，欢迎通过页面下方的评论区，或在以下 Issue 页面中告诉我们：https://github.com/Seeed-Studio/wiki-documents/issues

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简介​

Seeed Studio XIAO ESP32C6 是一款功能强大且多功能的开发板，基于 ESP32-C6 SoC，配备双 32 位 RISC-V 处理器。高性能处理器最高运行频率为 160 MHz，而低功耗处理器最高运行频率为 20 MHz。凭借 512KB SRAM 和 4MB Flash，XIAO ESP32C6 提供了充足的编程空间，非常适合各种物联网应用。该开发板在无线连接方面表现出色，支持 2.4 GHz Wi-Fi 6、Bluetooth® 5.3、Zigbee 和 Thread (802.15.4)，并且原生支持 Matter，这对于智能家居互操作性至关重要。

Seeed Studio XIAO ESP32C6
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Swift 是由 Apple Inc. 开发的一种强大且直观的编程语言，用于开发 iOS、macOS、watchOS、tvOS 等平台的软件。在 WWDC2024 上，Apple 宣布了嵌入式 Swift，这是一个开源项目，旨在将 Swift 引入嵌入式系统和物联网的世界。它使得在没有操作系统且资源有限的微控制器上使用 Swift 成为可能。目前，官方的 swift-embedded-examples 支持 STM32、Raspberry Pi Pico、Nordic Semiconductor 以及 RISC-V ESP32 (ESP32C6) 等硬件平台。

嵌入式 Swift 的愿景
Swift 语言

嵌入式 Swift 提供了以下几个优势：

  • 性能与易用性：它提供了 C/C++ 级别的性能，同时保留了 Swift 的用户友好语法和功能（Swift Forums）。
  • 库和框架集成：Swift 能够直接链接 C/C++ 库，使开发者能够无缝利用现有框架（GitHub）。
  • 开发者熟悉度：已经熟悉 Swift 的开发者可以快速采用嵌入式 Swift，用于他们的项目，并利用熟悉的 API 和工具（Swift.org）。
本指南的目标

在本页面中，我们将涵盖以下内容：

  • 如何设置必要的开发环境。
  • 运行基于 GPIO 的 Blink 示例。

前置条件​

要在 Seeed Studio XIAO-C6 上开始使用嵌入式 Swift，您需要具备以下技能和设置：

  • Seeed Studio XIAO-C6：本指南的核心硬件。
  • USB-C 数据线：用于将 XIAO-C6 连接到您的计算机。
  • 一台计算机：运行 Linux、macOS 或 Windows（使用 WSL2）。
  • ESP-IDF：需要版本 5.2（推荐）来开发 ESP32-C6。您可以从 Espressif 官网 下载并安装。
  • Swift Toolchain：确保您的计算机上安装了 Swift 6.0。可以从 Swift 官方网站或通过操作系统的包管理器获取。
安装指南

ESP-IDF 安装：

Swift Toolchain 安装：

如果您更喜欢 Docker 解决方案，请参考 apple/swift-matter-examples/ 中的 Dockerfile。

在继续之前，请确保您已准备好所有必要的前置条件，以确保设置和开发过程顺利进行。

注意

在本页面中，我们将介绍如何在 Ubuntu 22.04 Jammy Linux (WSL2) 上设置和使用嵌入式 Swift。

安装 ESP-IDF​

#!/bin/bash
# 更新并安装所需的软件包
sudo apt-get update
sudo apt-get install -y git wget flex bison gperf python3 python3-pip python3-venv python3.10-venv cmake ninja-build ccache libffi-dev libssl-dev dfu-util libusb-1.0-0

# 克隆 ESP-IDF 仓库
cd ~
git clone --recursive https://github.com/espressif/esp-idf.git --jobs 10
cd esp-idf
git checkout v5.2.1; git submodule update --init --recursive

# 运行 ESP-IDF 的安装脚本
cd ~/esp-idf && ./install.sh

# 为 ESP-IDF 环境设置别名
echo 'alias get_idf=". ~/esp-idf/export.sh"' >> ~/.bashrc
source ~/.bashrc

echo "安装完成。使用 'get_idf' 设置 ESP-IDF 环境。"

安装 Swift 6.0​

您可以直接运行以下脚本来安装 Swift 6.0。

#!/bin/bash
# 下载 Swift 6.0 快照
wget https://download.swift.org/swift-6.0-branch/ubuntu2204/swift-6.0-DEVELOPMENT-SNAPSHOT-2024-07-03-a/swift-6.0-DEVELOPMENT-SNAPSHOT-2024-07-03-a-ubuntu22.04.tar.gz

# 解压缩文件
tar -xvzf swift-6.0-DEVELOPMENT-SNAPSHOT-2024-07-03-a-ubuntu22.04.tar.gz

sudo mv swift-6.0-DEVELOPMENT-SNAPSHOT-2024-07-03-a-ubuntu22.04 $HOME/swift-6.0

# 更新 PATH
echo 'export PATH=$HOME/swift-6.0/usr/bin:$PATH' >> ~/.bashrc
source ~/.bashrc

# 验证安装
swift --version

echo "Swift 6.0 安装完成。"

第 1 步：获取示例​

get_idf #获取 idf 环境
cd ~ && git clone https://github.com/apple/swift-embedded-examples.git #获取 GitHub 仓库
cd ~/swift-embedded-examples/esp32-led-blink-sdk
GitHub 仓库

第 2 步：构建示例​

由于用户 LED 连接到 GPIO15，你需要将代码修改为 let led = Led(gpioPin: 15)：

@_cdecl("app_main")
func app_main() {
    print("Hello from Swift on ESP32-C6!")

    var ledValue: Bool = false
    let blinkDelayMs: UInt32 = 500
    let led = Led(gpioPin: 15)

    while true {
        led.setLed(value: ledValue)
        ledValue.toggle() // 切换布尔值
        vTaskDelay(blinkDelayMs / (1000 / UInt32(configTICK_RATE_HZ)))
    }
}

然后你可以构建固件：

idf.py set-target esp32c6
idf.py build
问题？

如果你遇到问题 /bin/sh: 1: -target: not found，可以通过编辑位于构建文件夹中的 build.ninja 文件来解决。

找到关键字 -target，并在其前面添加 swiftc 关键字，使其变为 swiftc -target ...。此调整应能解决问题。

当你看到提示 Project build complete. 时，固件已经准备好可以烧录到 XIAO C6。

第 3 步：烧录固件​

使用 WSL2 时需要 usbipd

如果你在使用 WSL2，需要安装 usbipd。

使用 Windows 包管理器安装，命令如下：

winget install usbipd

安装后，分享 USB 设备：

usbipd list #检查 BUSID
usbipd bind -b '<BUSID>'

在 WSL2 中附加设备：

usbipd attach --wsl --busid=<BUSID>

查看共享的端口：

dmesg | tail
# dmesg | tail -n 100 | sed -n 's/.*\(ttyACM[0-9]*\).*/\1/p'

假设你检测到 ttyACM0，命令如下：

idf.py -p /dev/ttyACM0 flash monitor

此命令将：

  1. 将固件烧录到连接到 ttyACM0 的设备。
  2. 开始监控设备的串行输出，显示任何打印语句或日志。

演示​

参考​

资源​

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