RTIC框架在STM32G030上使用高优先级任务的问题解析

问题背景

在使用RTIC（Real-Time Interrupt-driven Concurrency）框架开发STM32G030嵌入式应用时，开发者可能会遇到无法使用高优先级任务的问题。这个问题通常表现为编译错误，提示找不到Interrupt模块。

问题现象

当开发者尝试在STM32G030上使用RTIC框架时，如果启用了rt特性标志（feature flag），编译过程中会出现如下错误：

error: could not find `Interrupt` in `embassy_stm32`

这个错误发生在使用#[app]属性宏时，提示系统无法在embassy_stm32中找到Interrupt定义。

问题原因

这个问题的根本原因在于RTIC框架需要访问处理器的中断控制器(NVIC)相关信息，特别是优先级位数(NVIC_PRIO_BITS)。在STM32G030上，默认的embassy_stm32配置可能没有正确暴露这些必要的信息给RTIC框架。

解决方案

要解决这个问题，我们需要创建一个自定义的pac(Peripheral Access Crate)模块，手动提供RTIC所需的中断相关定义。具体实现如下：

pub mod pac {
    // STM32G030的NVIC优先级位数为2
    pub const NVIC_PRIO_BITS: u8 = 2;
    
    // 重新导出必要的中断相关定义
    pub use cortex_m_rt::interrupt;
    pub use embassy_stm32::pac::Interrupt as interrupt;
    pub use embassy_stm32::pac::*;
    pub use embassy_stm32::Peripherals;
}

// 使用自定义的pac模块替代默认的embassy_stm32
#[app(device = pac, peripherals = true, dispatchers = [TIM16, TIM17])]
mod app {
    // 应用代码...
}

技术细节解析

1. NVIC_PRIO_BITS：这个常量定义了STM32G030的中断优先级位数，对于STM32G030来说，这个值是2。RTIC框架需要这个信息来正确配置任务优先级。

2. 中断重导出：我们需要从不同的crate中重新导出中断相关的定义：

   • 从cortex_m_rt导出基础的interrupt宏
   • 从embassy_stm32::pac导出Interrupt枚举（重命名为interrupt以符合RTIC的命名约定）
   • 导出所有外设访问类型和Peripherals结构体

3. 设备指定：在#[app]属性中，我们将device参数指向我们自定义的pac模块，而不是默认的embassy_stm32。

实际应用建议

1. 优先级配置：STM32G030只有2位优先级，意味着只能配置4个不同的优先级级别（0-3）。在RTIC中设计任务优先级时需要考虑这个限制。

2. 中断冲突：确保在dispatchers中列出的中断不会与应用程序中使用的其他中断冲突。

3. 外设初始化：由于我们重新导出了Peripherals，应用程序仍然可以使用embassy_stm32提供的便利方法来初始化和访问外设。

总结

通过创建一个自定义的pac模块并正确配置中断相关定义，我们可以解决RTIC在STM32G030上使用高优先级任务时遇到的问题。这种方法不仅解决了编译错误，还确保了RTIC框架能够正确访问处理器的中断控制器功能，从而实现预期的实时任务调度行为。