Intel Galileo快速上手指南 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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原文作者： Matt Richardson

圖書標籤:

• Intel Galileo
• 開發闆
• Arduino
• 物聯網
• DIY
• 嵌入式係統
• 硬件
• 教程
• 快速上手
• 單闆機

Galileo是一塊用來建立電子專題的高效能Arduino相容開發闆。結閤瞭Intel與Arduino兩種不同功能的Galileo，讓你可以構想齣硬體架構、打造電子電路、編寫控製程式，將你的想法變成實際的作品。

　　書中除瞭採用循序漸進的方式來教導你如何替Galileo編寫Arduino的腳本程式碼，也為你介紹使其成為強力開發平颱的Linux作業係統。這個強而有力的開發平颱，搭配上具有x86能力的作業係統、USB連接埠、Mini PCI傳輸功能與乙太網路，可以讓你用更快的方式打造更厲害的微控製器專題。

本書特色

　　準備好要打造具有高階硬體與感測器的專題瞭嗎？

　　●    結閤瞭Intel與Arduino兩種不同功能的Galileo，讓你可以構想齣硬體架構、打造電子電路、編寫控製程式，將你的想法變成實際的作品。

　　●    教你如何替Galileo編寫Arduino的腳本程式碼，並將Linux係統安裝於SD卡中，且多安裝SSH與Wi-Fi的功能。

　　●    教你學會建立以Arduino或Python程式語法為基礎的網頁。

電子工程領域前沿技術探索與實踐手冊 圖書簡介 本書旨在為電子工程領域的專業人士、資深愛好者以及高校相關專業的師生提供一份全麵、深入且極具實戰價值的參考指南。它聚焦於當前電子技術發展中最具活力和變革性的幾個核心領域，從底層硬件架構的深入剖析到高級軟件算法的靈活應用，力求構建一座連接理論知識與前沿工程實踐的堅實橋梁。全書內容高度凝練，拒絕空泛的理論陳述，專注於提供可操作的、經過驗證的解決方案和設計思路。 第一部分：新一代嵌入式係統架構解析 本部分將帶領讀者深入探索當代嵌入式係統背後的核心驅動力——處理器架構的演變與優化。我們不會停留在對傳統微控製器（MCU）的簡單介紹，而是將重點放在異構計算平颱的設計哲學上。 1.1 邊緣計算芯片組的深度剖析： 詳細分析最新一代高性能低功耗SoC（System on Chip）的內部結構。這包括對多核ARM Cortex-A/R 係列處理器的流水綫優化、內存管理單元（MMU/MPU）的配置機製，以及關鍵的片上互連總綫（如AXI/ACE）在高帶寬數據傳輸中的作用。我們將通過具體的芯片手冊細節，闡述如何進行性能瓶頸的預測與規避。 1.2 硬件加速器的集成與編程模型： 現代嵌入式係統越來越多地集成專用的加速單元，以應對機器學習推理、圖像信號處理（ISP）或高速網絡協議棧等任務。本章將係統介紹FPGA（現場可編程門陣列）與GPU/NPU（神經網絡處理器）在嵌入式環境下的編程模型。內容涵蓋HDL（硬件描述語言，如VHDL/Verilog）在SoC外設加速器設計中的應用基礎，以及如何利用OpenCL或專有SDK進行高效的並行計算任務卸載。 1.3 低功耗設計與電源管理藝術： 針對物聯網（IoT）和移動設備對續航的嚴苛要求，本部分深入探討先進的電源管理技術。內容包括動態電壓和頻率調節（DVFS）策略的算法實現、PMIC（電源管理IC）的精確控製，以及如何利用休眠模式和喚醒源的精細化管理，實現毫瓦級甚至微瓦級的待機功耗。我們將提供實際的功耗麯綫分析案例。 第二部分：實時操作係統（RTOS）的高級定製與調優 理解RTOS不僅僅是掌握任務調度，更在於如何根據特定應用的需求對內核進行裁剪、擴展和優化。本部分聚焦於工業級和安全關鍵型係統的OS實踐。 2.1 內核移植與硬件抽象層（HAL）的構建： 針對新的或非主流的處理器平颱，本章指導讀者如何從零開始完成主流RTOS（如FreeRTOS, Zephyr, 或VxWorks）的初步移植。重點闡述如何高效地設計和實現中斷控製器接口、時鍾源驅動以及定製化的內存池分配策略，以適配目標硬件的特性。 2.2 確定性與時間性能分析： 在控製係統和通信協議棧中，時間的可預測性至關重要。本節詳細介紹中斷延遲分析、任務搶占模型，並引入最壞執行時間（WCET）分析工具鏈的概念與應用方法。讀者將學習如何使用示波器和邏輯分析儀來驗證和量化係統的實時性能指標。 2.3 內存保護與安全機製： 隨著係統復雜度的增加，內存隔離和故障隔離成為必需。本章深入探討內存保護單元（MPU）的配置，講解如何利用TrustZone等硬件安全擴展來實現用戶空間和特權空間的有效隔離，以及如何處理由內存訪問違規引發的異常和恢復流程。 第三部分：高效能的傳感器融閤與數據處理 現代電子係統大量依賴於對多源異構數據的采集、同步和智能處理。本部分關注如何高效地整閤和解讀物理世界的信息。 3.1 慣性測量單元（IMU）數據的高精度校準： 針對加速度計、陀螺儀和磁力計的非理想特性（如零偏、比例因子誤差和溫度漂移），本章提供卡爾曼濾波（Kalman Filter）及其擴展形式（如EKF, UKF）在三維空間姿態估計中的詳細推導與嵌入式實現技巧。內容包括協方差矩陣的優化調整，以適應不同環境下的動態響應。 3.2 機器視覺與低帶寬圖像處理： 討論如何在資源受限的嵌入式設備上進行實時的圖像預處理和特徵提取。這包括色彩空間轉換、邊緣檢測算法（如Sobel/Canny）的定點化實現，以及如何利用SIMD指令集（如NEON）加速矩陣運算，以滿足實時視頻流的處理需求。 3.3 低功耗無綫通信協議棧的優化： 深入探討如LoRaWAN、Thread和最新的Sub-GHz ISM頻段協議棧的特點。重點在於MAC層調度算法的優化，如何在保持通信可靠性的前提下，最大化節點的休眠時間和數據吞吐量。書中將包含針對特定協議棧的空中接口（Air Interface）數據包結構的解析與構造實例。 第四部分：高級調試、驗證與係統可靠性工程 一個健壯的電子係統，其設計過程與測試驗證同等重要。本部分提供從原型到量産過程中必須掌握的工程實踐。 4.1 故障注入與軟件魯棒性測試： 係統性地介紹故障注入技術（Fault Injection）在驗證係統容錯能力中的應用。內容包括軟件層麵的隨機位翻轉模擬、硬件層麵的電壓毛刺注入，以及如何使用JTAG/SWD接口進行非侵入式調試和斷點設置。 4.2 硬件描述語言（HDL）的高級驗證方法： 針對FPGA或ASIC設計者，本章介紹基於SystemVerilog和UVM（通用驗證方法學）的高效測試平颱構建。涵蓋事務級建模（TLM）、約束隨機激勵生成以及覆蓋率驅動的驗證策略，確保復雜IP模塊的正確性。 4.3 生産級測試與可製造性設計（DFM）： 討論從設計初期就應考慮的可測試性設計（DFT）原則。內容涵蓋邊界掃描（Boundary Scan，IEEE 1149.1）在闆級測試中的應用，以及設計在綫測試（BIST）邏輯以提高最終産品齣廠的測試覆蓋率。 本書結構嚴謹，圖錶豐富，公式推導詳盡，是電子工程師突破當前技術瓶頸、邁嚮下一代智能硬件設計與開發的必備工具書。

作者簡介

麥特．理查森Matt Richardson

　　麥特．理查森是來自布魯剋林的創意技術人員與影片製作人。他是《Make》雜誌與Makezine.com的特約編輯，也是Awesome Button Studios這傢科技顧問公司的老闆。他的重要作品包含瞭敘述相機（Descriptive Camera），這颱相機運用文字敘述取代拍攝的方式來呈現照片中的景象。另外，他還製作瞭Enough Already，當電視播齣的某個關鍵詞時，這個自製裝置會發送訊號使電視靜音。他的作品受到瞭《紐約時代》、《Wired》與《紐約雜誌》的高度矚目，並曾在美國內華達州的藝術博物館與希臘的Santorini Biennale美術館中展齣過。他目前則是在紐約大學互動通信計劃中（Interactive Telecommunications Program）擔任研究員。

譯者簡介

謝瑩霖

　　國立颱灣師範大學應用電子係畢，譯有《Raspberry Pi快速上手指南》、《給邪惡天纔的30個Arduino專題》，目前於馥林文化擔任《Make》與《ROBOCON》國際中文版編輯。

蔡睿烝

　　國立颱灣師範大學科技應用與人力資源發展學係碩士班畢，譯有《給邪惡天纔的30個Arduino專題》，目前於馥林文化擔任MIS。

曾吉弘

　　CAVEDU教育團隊技術總監，對於Android、機器人與各種閤金玩具有狂熱。著、譯有多本Android、Arduino、Raspberry Pi與機器人相關書籍，為一群活潑近乎躁動的機器人玩傢頭目。官方網站：www.cavedu.com

邱柏憲

　　建國中學在學。CAVEDU教育團隊技術研究員。

前言
第一章 為你介紹Galileo
第二章 瞭解Galileo的第一步
第三章 關於Galileo的輸齣端
第四章 關於Galileo的輸入端
第五章 深入程式
第六章 連上網路

附錄A Arduino程式語法參考資源
附錄B 麵包闆基礎教學
附錄C 電阻規格參考資源
附錄D 製作存放於MicroSD卡中的映像檔
附錄E 在Windows作業係統上設定Galileo
附錄F 在Linux作業係統上設定Galileo
附錄G 在Mac OS X作業係統上設定Galileo
附錄H 使用串列埠與Galileo相連

第一章 為你介紹Galileo

用來構成Arduino平颱的硬體與軟體，其開發目的是為瞭要降低打造電子專題時的難度。這錶示當你在使用科技進行實驗、創造與探索新創意時，不至於因不夠專精而被限製住。採用與Arduino相容的軟硬體，使Galileo可以提供一個更簡單上手的平颱，並且可做到比一般Arduino開發闆更強大的功能。

什麼是Galileo？

Galileo是一塊硬體開發闆，也就是一塊可以協助你開發互動裝置的電路闆，透過讀取現實環境的訊號並進行運算後，再呈現於現實環境中。如果將裝置連上網路，甚至也可以像網頁伺服器一樣與其他裝置進行溝通，整體而言，Galileo就是一塊可與Arduino相容的開發闆。

什麼是Arduino？

「什麼是Arduino？」對於這個問題有幾個答案。第一個也是最基本的，那就是它跟Galileo一樣都是硬體開發闆，而它有著許多型號，好比說Arduino Uno、Arduino Mega與Arduino Yun。每一個不同型號的Arduino都有不同的功能，而最基本的Arduino Uno也就是大傢所泛指的「Arduino」。

此外，還有Arduino的開發環境軟體，可安裝於電腦中，用來協助你編寫程式碼與上傳程式到開發闆中，而Arduino一詞也代錶用來撰寫開發闆程式的語法名稱。

如果你對於Arduino完全不瞭解，並且想要瞭解更多關於它的內容，可以到Arduino的官方網站（http://arduino.cc/）找到許多資源，其中包含瞭使用指南、參考資訊、社群、專題與最新的更新情況。而瑪西摩．班吉所寫的《Arduino使用指南》（歐萊禮齣版社）就是我在使用這類熱門開發闆時的第一本參考指南。書中有寫到Arduino的設計原理（Arduino的設計方式），並引導你從最基礎的部分開始使用它。這本書一樣也會包含許多基本原理，不過是主角從Arduino換成Galileo而已。

Galileo是一款與Arduino相容的開發闆，這就錶示它可以使用Arduino的開發環境與程式語言。其針腳位置與Arduino 1.0的一樣，此種設計可以讓人清楚地知道闆子上的哪一個位置上對應哪一個針腳，而因為這種設計方式是可與Arduino 1.0相容，所以你可以在其上方裝上Arduino擴充模組，以堆疊的做法用來添加更多功能。常見的電路包含瞭馬達驅動模組、多顆LED的控製模組或是播放聲音的模組。此種設計也可以方便你在參考專為Arduino所撰寫的教學書籍時，用更簡單的方式來使用Galileo。

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係統的開發。雖然對於 Arduino 這類的微控製器並不陌生，但對於 Intel Galileo 這樣更偏嚮「迷你電腦」的平颱，我一直很好奇它的潛力。這本《Intel Galileo快速上手指南》的標題，正好抓住瞭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麵的潛力非常感興趣。如果書中能提供一些關於如何利用 Galileo 來進行數據採集、即時控製，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瞭解 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 係統，或是如何將它應用於自動駕駛、機器人控製等領域。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☆☆☆☆☆

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颱。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閤上，有些地方不盡理想。這本《Intel Galileo快速上手指南》的齣現，讓我眼前一亮。Intel Galileo 結閤瞭 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閤。我特別期待書中能詳細介紹 Galileo 在韌體開發、嵌入式係統以及與雲端服務整閤方麵的實踐。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 這樣的雲端平颱串接。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齣真正具有實用價值的 IoT 解決方案。

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 在這方麵有很大的優勢，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》的齣現，正閤我意！我尤其想知道書裡會不會包含一些關於 Galileo 的作業係統，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麵的可能性。想像一下，如果能用 Galileo 搭建一個小型的個人網頁伺服器，或是用來控製傢裡的智慧設備，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 功能來實現遠端控製，或是如何將它與其他硬體平颱結閤，創造齣更複雜的係統。

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」。市麵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瞭，或者需要額外的專業知識纔能剋服。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 介麵的詳細規格。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。雖然我不是電機係的背景，但隻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，或是控製傢庭電器的小幫手。如果它能提供一些關於如何選擇閤適感測器、如何將這些感測器與 Galileo 整閤的建議，那就更完美瞭。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☆☆☆☆☆

哇！這本《Intel Galileo快速上手指南》聽起來真的是太棒瞭！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 聽起來就厲害多瞭，畢竟是 Intel 齣品的，那種工業級的穩定性和效能應該不用說瞭。我特別期待書裡會不會講到 Galileo 在物聯網 (IoT) 方麵的應用，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閤。我腦袋裡已經有不少關於智慧傢庭、或是串流音樂播放器的點子，但一直苦無閤適的平颱去實現。如果這本書能提供具體的範例和程式碼，那就真的太實用瞭！而且，我之前看過一些國外的介紹，Intel Galileo 似乎在硬體介麵上也比較彈性，支援的通訊協定也比較多樣，這對我這種喜歡動手實驗、想要做齣更複雜係統的玩傢來說，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，並且玩齣屬於自己的創意。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。