Intel Galileo快速上手指南 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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原文作者： Matt Richardson

图书标签:

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Galileo是一块用来建立电子专题的高效能Arduino相容开发板。结合了Intel与Arduino两种不同功能的Galileo，让你可以构想出硬体架构、打造电子电路、编写控制程式，将你的想法变成实际的作品。

　　书中除了採用循序渐进的方式来教导你如何替Galileo编写Arduino的脚本程式码，也为你介绍使其成为强力开发平台的Linux作业系统。这个强而有力的开发平台，搭配上具有x86能力的作业系统、USB连接埠、Mini PCI传输功能与乙太网路，可以让你用更快的方式打造更厉害的微控制器专题。

本书特色

　　准备好要打造具有高阶硬体与感测器的专题了吗？

　　●    结合了Intel与Arduino两种不同功能的Galileo，让你可以构想出硬体架构、打造电子电路、编写控制程式，将你的想法变成实际的作品。

　　●    教你如何替Galileo编写Arduino的脚本程式码，并将Linux系统安装于SD卡中，且多安装SSH与Wi-Fi的功能。

　　●    教你学会建立以Arduino或Python程式语法为基础的网页。

电子工程领域前沿技术探索与实践手册 图书简介 本书旨在为电子工程领域的专业人士、资深爱好者以及高校相关专业的师生提供一份全面、深入且极具实战价值的参考指南。它聚焦于当前电子技术发展中最具活力和变革性的几个核心领域，从底层硬件架构的深入剖析到高级软件算法的灵活应用，力求构建一座连接理论知识与前沿工程实践的坚实桥梁。全书内容高度凝练，拒绝空泛的理论陈述，专注于提供可操作的、经过验证的解决方案和设计思路。 第一部分：新一代嵌入式系统架构解析 本部分将带领读者深入探索当代嵌入式系统背后的核心驱动力——处理器架构的演变与优化。我们不会停留在对传统微控制器（MCU）的简单介绍，而是将重点放在异构计算平台的设计哲学上。 1.1 边缘计算芯片组的深度剖析： 详细分析最新一代高性能低功耗SoC（System on Chip）的内部结构。这包括对多核ARM Cortex-A/R 系列处理器的流水线优化、内存管理单元（MMU/MPU）的配置机制，以及关键的片上互连总线（如AXI/ACE）在高带宽数据传输中的作用。我们将通过具体的芯片手册细节，阐述如何进行性能瓶颈的预测与规避。 1.2 硬件加速器的集成与编程模型： 现代嵌入式系统越来越多地集成专用的加速单元，以应对机器学习推理、图像信号处理（ISP）或高速网络协议栈等任务。本章将系统介绍FPGA（现场可编程门阵列）与GPU/NPU（神经网络处理器）在嵌入式环境下的编程模型。内容涵盖HDL（硬件描述语言，如VHDL/Verilog）在SoC外设加速器设计中的应用基础，以及如何利用OpenCL或专有SDK进行高效的并行计算任务卸载。 1.3 低功耗设计与电源管理艺术： 针对物联网（IoT）和移动设备对续航的严苛要求，本部分深入探讨先进的电源管理技术。内容包括动态电压和频率调节（DVFS）策略的算法实现、PMIC（电源管理IC）的精确控制，以及如何利用休眠模式和唤醒源的精细化管理，实现毫瓦级甚至微瓦级的待机功耗。我们将提供实际的功耗曲线分析案例。 第二部分：实时操作系统（RTOS）的高级定制与调优 理解RTOS不仅仅是掌握任务调度，更在于如何根据特定应用的需求对内核进行裁剪、扩展和优化。本部分聚焦于工业级和安全关键型系统的OS实践。 2.1 内核移植与硬件抽象层（HAL）的构建： 针对新的或非主流的处理器平台，本章指导读者如何从零开始完成主流RTOS（如FreeRTOS, Zephyr, 或VxWorks）的初步移植。重点阐述如何高效地设计和实现中断控制器接口、时钟源驱动以及定制化的内存池分配策略，以适配目标硬件的特性。 2.2 确定性与时间性能分析： 在控制系统和通信协议栈中，时间的可预测性至关重要。本节详细介绍中断延迟分析、任务抢占模型，并引入最坏执行时间（WCET）分析工具链的概念与应用方法。读者将学习如何使用示波器和逻辑分析仪来验证和量化系统的实时性能指标。 2.3 内存保护与安全机制： 随着系统复杂度的增加，内存隔离和故障隔离成为必需。本章深入探讨内存保护单元（MPU）的配置，讲解如何利用TrustZone等硬件安全扩展来实现用户空间和特权空间的有效隔离，以及如何处理由内存访问违规引发的异常和恢复流程。 第三部分：高效能的传感器融合与数据处理 现代电子系统大量依赖于对多源异构数据的采集、同步和智能处理。本部分关注如何高效地整合和解读物理世界的信息。 3.1 惯性测量单元（IMU）数据的高精度校准： 针对加速度计、陀螺仪和磁力计的非理想特性（如零偏、比例因子误差和温度漂移），本章提供卡尔曼滤波（Kalman Filter）及其扩展形式（如EKF, UKF）在三维空间姿态估计中的详细推导与嵌入式实现技巧。内容包括协方差矩阵的优化调整，以适应不同环境下的动态响应。 3.2 机器视觉与低带宽图像处理： 讨论如何在资源受限的嵌入式设备上进行实时的图像预处理和特征提取。这包括色彩空间转换、边缘检测算法（如Sobel/Canny）的定点化实现，以及如何利用SIMD指令集（如NEON）加速矩阵运算，以满足实时视频流的处理需求。 3.3 低功耗无线通信协议栈的优化： 深入探讨如LoRaWAN、Thread和最新的Sub-GHz ISM频段协议栈的特点。重点在于MAC层调度算法的优化，如何在保持通信可靠性的前提下，最大化节点的休眠时间和数据吞吐量。书中将包含针对特定协议栈的空中接口（Air Interface）数据包结构的解析与构造实例。 第四部分：高级调试、验证与系统可靠性工程 一个健壮的电子系统，其设计过程与测试验证同等重要。本部分提供从原型到量产过程中必须掌握的工程实践。 4.1 故障注入与软件鲁棒性测试： 系统性地介绍故障注入技术（Fault Injection）在验证系统容错能力中的应用。内容包括软件层面的随机位翻转模拟、硬件层面的电压毛刺注入，以及如何使用JTAG/SWD接口进行非侵入式调试和断点设置。 4.2 硬件描述语言（HDL）的高级验证方法： 针对FPGA或ASIC设计者，本章介绍基于SystemVerilog和UVM（通用验证方法学）的高效测试平台构建。涵盖事务级建模（TLM）、约束随机激励生成以及覆盖率驱动的验证策略，确保复杂IP模块的正确性。 4.3 生产级测试与可制造性设计（DFM）： 讨论从设计初期就应考虑的可测试性设计（DFT）原则。内容涵盖边界扫描（Boundary Scan，IEEE 1149.1）在板级测试中的应用，以及设计在线测试（BIST）逻辑以提高最终产品出厂的测试覆盖率。 本书结构严谨，图表丰富，公式推导详尽，是电子工程师突破当前技术瓶颈、迈向下一代智能硬件设计与开发的必备工具书。

作者简介

麦特．理查森Matt Richardson

　　麦特．理查森是来自布鲁克林的创意技术人员与影片制作人。他是《Make》杂志与Makezine.com的特约编辑，也是Awesome Button Studios这家科技顾问公司的老板。他的重要作品包含了叙述相机（Descriptive Camera），这台相机运用文字叙述取代拍摄的方式来呈现照片中的景象。另外，他还制作了Enough Already，当电视播出的某个关键词时，这个自制装置会发送讯号使电视静音。他的作品受到了《纽约时代》、《Wired》与《纽约杂志》的高度瞩目，并曾在美国内华达州的艺术博物馆与希腊的Santorini Biennale美术馆中展出过。他目前则是在纽约大学互动通信计划中（Interactive Telecommunications Program）担任研究员。

译者简介

谢莹霖

　　国立台湾师范大学应用电子系毕，译有《Raspberry Pi快速上手指南》、《给邪恶天才的30个Arduino专题》，目前于馥林文化担任《Make》与《ROBOCON》国际中文版编辑。

蔡睿烝

　　国立台湾师范大学科技应用与人力资源发展学系硕士班毕，译有《给邪恶天才的30个Arduino专题》，目前于馥林文化担任MIS。

曾吉弘

　　CAVEDU教育团队技术总监，对于Android、机器人与各种合金玩具有狂热。着、译有多本Android、Arduino、Raspberry Pi与机器人相关书籍，为一群活泼近乎躁动的机器人玩家头目。官方网站：www.cavedu.com

邱柏宪

　　建国中学在学。CAVEDU教育团队技术研究员。

前言
第一章 为你介绍Galileo
第二章 了解Galileo的第一步
第三章 关于Galileo的输出端
第四章 关于Galileo的输入端
第五章 深入程式
第六章 连上网路

附录A Arduino程式语法参考资源
附录B 面包板基础教学
附录C 电阻规格参考资源
附录D 制作存放于MicroSD卡中的映像档
附录E 在Windows作业系统上设定Galileo
附录F 在Linux作业系统上设定Galileo
附录G 在Mac OS X作业系统上设定Galileo
附录H 使用串列埠与Galileo相连

第一章 为你介绍Galileo

用来构成Arduino平台的硬体与软体，其开发目的是为了要降低打造电子专题时的难度。这表示当你在使用科技进行实验、创造与探索新创意时，不至于因不够专精而被限制住。採用与Arduino相容的软硬体，使Galileo可以提供一个更简单上手的平台，并且可做到比一般Arduino开发板更强大的功能。

什么是Galileo？

Galileo是一块硬体开发板，也就是一块可以协助你开发互动装置的电路板，透过读取现实环境的讯号并进行运算后，再呈现于现实环境中。如果将装置连上网路，甚至也可以像网页伺服器一样与其他装置进行沟通，整体而言，Galileo就是一块可与Arduino相容的开发板。

什么是Arduino？

「什么是Arduino？」对于这个问题有几个答案。第一个也是最基本的，那就是它跟Galileo一样都是硬体开发板，而它有着许多型号，好比说Arduino Uno、Arduino Mega与Arduino Yun。每一个不同型号的Arduino都有不同的功能，而最基本的Arduino Uno也就是大家所泛指的「Arduino」。

此外，还有Arduino的开发环境软体，可安装于电脑中，用来协助你编写程式码与上传程式到开发板中，而Arduino一词也代表用来撰写开发板程式的语法名称。

如果你对于Arduino完全不了解，并且想要了解更多关于它的内容，可以到Arduino的官方网站（http://arduino.cc/）找到许多资源，其中包含了使用指南、参考资讯、社群、专题与最新的更新情况。而玛西摩．班吉所写的《Arduino使用指南》（欧莱礼出版社）就是我在使用这类热门开发板时的第一本参考指南。书中有写到Arduino的设计原理（Arduino的设计方式），并引导你从最基础的部分开始使用它。这本书一样也会包含许多基本原理，不过是主角从Arduino换成Galileo而已。

Galileo是一款与Arduino相容的开发板，这就表示它可以使用Arduino的开发环境与程式语言。其针脚位置与Arduino 1.0的一样，此种设计可以让人清楚地知道板子上的哪一个位置上对应哪一个针脚，而因为这种设计方式是可与Arduino 1.0相容，所以你可以在其上方装上Arduino扩充模组，以堆叠的做法用来添加更多功能。常见的电路包含了马达驱动模组、多颗LED的控制模组或是播放声音的模组。此种设计也可以方便你在参考专为Arduino所撰写的教学书籍时，用更简单的方式来使用Galileo。

评分☆☆☆☆☆

作為一個對物聯網 (IoT) 應用充滿憧憬的軟體開發者，我一直在尋找一個能讓我快速原型開發的硬體平台。過去嘗試過一些方案，但總覺得在效能、穩定性，或是與現有軟體生態的整合上，有些地方不盡理想。這本《Intel Galileo快速上手指南》的出現，讓我眼前一亮。Intel Galileo 結合了 Intel 的處理器技術和 Arduino 的開發生態，聽起來就是一個非常強大的組合。我特別期待書中能詳細介紹 Galileo 在韌體開發、嵌入式系統以及與雲端服務整合方面的實踐。例如，如何利用 Galileo 來開發客製化的 IoT 裝置，如何部署感測器網路，以及如何將收集到的數據進行分析和視覺化。我希望書中能夠提供一些實際的範例，展示如何將 Galileo 與 AWS、Azure 或 Google Cloud 這樣的雲端平台串接。此外，我也對 Galileo 的網路通訊能力非常感興趣，像是它支援的無線技術 (Wi-Fi, Bluetooth) 以及如何利用這些技術來實現裝置之間的互聯互通。我希望這本書不僅僅是教我如何「動手」，更能引導我思考如何設計出真正具有實用價值的 IoT 解決方案。

评分☆☆☆☆☆

老實說，我一直對創客 (Maker) 文化充滿好奇，也買過不少相關的書籍，但很多時候讀完之後，還是覺得「霧裡看花」。市面上的創客專案五花八門，有些看起來很炫，但實際上要自己動手做，卻發現很多細節都被省略了，或者需要額外的專業知識才能克服。這本《Intel Galileo快速上手指南》的標題就讓我眼睛一亮。「快速上手」這四個字，對我這種時間有限、但又渴望學習新技術的上班族來說，簡直是福音。我特別關注它會不會深入探討 Galileo 的硬體架構，例如它的處理器、記憶體、以及各種 I/O 介面的詳細規格。我對一些進階的應用非常有興趣，像是如何利用 Galileo 來進行影像處理、或是音訊的即時運算。雖然我不是電機系的背景，但只要書裡有清楚的圖示、循序漸進的教學，我相信我還是有辦法跟上的。我希望這本書能夠引導我從簡單的 LED 閃爍，一路挑戰到更複雜的專案，例如搭建一個可以監測空氣品質的智慧裝置，或是控制家庭電器的小幫手。如果它能提供一些關於如何選擇合適感測器、如何將這些感測器與 Galileo 整合的建議，那就更完美了。我希望這本書能真正地「上手」，而不是停留在「介紹」的階段。

评分☆☆☆☆☆

我是一位熱衷於學習新技術的電子工程師，平常工作中接觸不少嵌入式系統的開發。雖然對於 Arduino 這類的微控制器並不陌生，但對於 Intel Galileo 這樣更偏向「迷你電腦」的平台，我一直很好奇它的潛力。這本《Intel Galileo快速上手指南》的標題，正好抓住了我想要快速掌握這款新硬體的心態。我特別想知道書中會不會深入探討 Galileo 的硬體細節，例如它所使用的 Intel Quark 處理器在效能上的優勢，以及它與傳統 Arduino 的差異。我對 Galileo 在工業自動化、嵌入式 Linux 應用，甚至是人工智慧邊緣運算方面的潛力非常感興趣。如果書中能提供一些關於如何利用 Galileo 來進行數據採集、即時控制，或是部署輕量級 AI 模型進行預測分析的範例，那將會非常有價值。我希望這本書能夠幫助我快速了解 Galileo 的開發環境，包括它的 IDE、除錯工具，以及如何進行韌體更新。我也很期待看到書中能介紹一些比較進階的應用，例如如何利用 Galileo 來建構一個小型 SCADA 系統，或是如何將它應用於自動駕駛、機器人控制等領域。我希望這本書能帶我進入一個更廣闊的硬體開發世界。

评分☆☆☆☆☆

哇！這本《Intel Galileo快速上手指南》聽起來真的是太棒了！我平常對一些硬體的小玩意兒就很有興趣，像是 Arduino 或是 Raspberry Pi 這種東西，但總覺得它們的功能跟應用範圍好像有那麼一點點侷限。Intel Galileo 聽起來就厲害多了，畢竟是 Intel 出品的，那種工業級的穩定性和效能應該不用說了。我特別期待書裡會不會講到 Galileo 在物聯網 (IoT) 方面的應用，像是如何連接各種感測器、執行數據收集，甚至能跟雲端服務整合。我腦袋裡已經有不少關於智慧家庭、或是串流音樂播放器的點子，但一直苦無合適的平台去實現。如果這本書能提供具體的範例和程式碼，那就真的太實用了！而且，我之前看過一些國外的介紹，Intel Galileo 似乎在硬體介面上也比較彈性，支援的通訊協定也比較多樣，這對我這種喜歡動手實驗、想要做出更複雜系統的玩家來說，絕對是個大加分項。我最怕那種寫得太過學術，或是理論多於實作的書，希望這本「快速上手指南」顧名思義，能夠讓像我這樣的初學者，也能夠快速進入狀況，並且玩出屬於自己的創意。期待書裡能帶我走過從零開始的整個過程，從硬體接線、軟體開發環境的搭建，到第一個能跑起來的範例，都講解得清清楚楚。

评分☆☆☆☆☆

我是一位熱愛 DIY 的學生，平常喜歡研究一些跟程式設計和電子相關的東西。之前接觸過 Arduino，雖然很好玩，但總覺得在效能和擴充性上，好像還有點不足。聽說 Intel Galileo 在這方面有很大的優勢，所以我一直很期待能有一本好的入門書來幫助我。這本《Intel Galileo快速上手指南》的出現，正合我意！我尤其想知道書裡會不會包含一些關於 Galileo 的作業系統，例如 Linux 的應用。因為我對 Linux 環境比較熟悉，如果 Galileo 可以直接運行 Linux，那對我來說，開發起來會更加得心應手，可以利用更多現成的函式庫和工具。我也很有興趣知道，它在網頁開發和伺服器架設方面的可能性。想像一下，如果能用 Galileo 搭建一個小型的個人網頁伺服器，或是用來控制家裡的智慧設備，那該有多酷！我希望這本書能有豐富的程式碼範例，並且能解釋清楚每個範例的原理和應用。最好能有一些進階的專案，讓我能夠在學習的過程中不斷挑戰自我，拓展技能。例如，如何利用 Galileo 的 Wi-Fi 功能來實現遠端控制，或是如何將它與其他硬體平台結合，創造出更複雜的系統。