Intel Edison智慧硬体开发 2018：Base on Yocto Project pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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本书深入浅出地介绍Intel推出的开放原始码硬体：Edison控制板，介绍其硬体架构、开发环境、开发方法（Arduino IDE、Linux系统）、应用前景，并提供人脸追踪器、自主导航机器人、小型智慧家居、智慧水杯等开发实例供读者参考。

专家推荐

　　这本书就如同Edison 控制板 - 麻雀虽小，五脏俱全，精简而全面，非常适用Edison 系列平台的初学者和有兴趣利用Edison 从事新的穿戴式物联网应用程式开发的人士。我坚信Edison 晶片虽小，但它对未来穿戴式物联网发展会具有里程碑意义。我也衷心希望这本书成为读者们迈向创新和创业的征程上的加油站。愿大家成为爱迪生（Thomas Edison）一样的发明家！－英特尔软体与服务事业部中国区总经理 何京翔
 

智能硬件的基石：嵌入式系统与构建块 本书旨在深入探讨现代智能硬件开发的核心技术与基础架构，为工程师和创客提供一套扎实的理论框架与实践指南，尤其侧重于构建高效、可靠的嵌入式操作系统和软件栈。 在当今万物互联的时代，硬件不再是孤立的计算单元，而是承载复杂软件和服务的平台。要实现真正的“智能”，首要任务是为这些设备搭建一个稳定、可定制且资源受控的运行环境。本书将从最底层的硬件抽象层（HAL）讲起，逐步构建起一个面向复杂应用的软件生态。 第一部分：嵌入式系统核心原理与架构解析 本部分聚焦于理解嵌入式系统运作的根本机制，而非特定平台的应用开发。 1. 嵌入式操作系统的演进与选型考量 我们将探讨从裸机编程到实时操作系统（RTOS）再到基于Linux的复杂嵌入式系统的技术演进路径。重点分析在资源受限环境下，不同类型操作系统（如FreeRTOS, Zephyr, 或轻量级Linux发行版）的调度机制、内存管理策略（如分页、分段与内存保护）以及中断处理的差异。内容将涵盖如何根据项目需求（如实时性、功耗、内存占用）进行科学的操作系统选型，并介绍构建定制化内核的必要步骤，例如裁剪驱动和移除不必要的子系统以优化性能。 2. 硬件抽象层（HAL）与驱动程序的构建 深入剖析HAL在屏蔽底层硬件差异中的关键作用。我们将详细讲解如何设计和实现一套健壮的HAL，使其能够高效地与微控制器（MCU）或片上系统（SoC）的寄存器进行交互。内容包括： I/O端口管理： 介绍GPIO的初始化、状态读写，以及在不同硬件平台间的抽象封装。 中断服务例程（ISR）设计： 强调ISR的原子性、最大延迟时间的控制，以及上下文切换的细节。 外设驱动框架： 以经典的串行通信（UART/SPI/I2C）为例，讲解驱动程序的注册、配置和数据传输流程，并探讨DMA（直接内存访问）在提升I/O效率中的应用。 3. 内存管理与链接脚本的艺术 对于嵌入式系统而言，内存是极其宝贵的资源。本章将深入探讨编译器如何将代码和数据映射到物理内存，以及链接脚本（Linker Script）在定义程序布局中的决定性作用。我们将解析： 加载时段与运行时段： 区分初始化数据（.data）、只读数据（.rodata）和未初始化数据（.bss）的存储位置与处理方式。 栈与堆的管理： 探讨栈溢出的预防机制，以及在嵌入式环境中实现和管理动态堆（Heap）的常见策略（如内存池）。 重定位机制： 讲解程序在启动过程中，从Flash/ROM到RAM的加载过程。 第二部分：构建系统：从源码到可部署映像 现代嵌入式项目，尤其涉及复杂软件栈的集成时，手动编译和配置的难度呈指数级增长。本部分将专注于介绍和分析行业内先进的自动化构建系统，它们如何管理交叉编译、依赖关系和最终的系统映像生成。 1. 交叉编译环境的搭建与管理 理解目标架构与宿主架构间的差异是嵌入式开发的基础。本章将详细介绍如何搭建一个功能完善的交叉编译工具链，包括： GCC/Clang的交叉编译选项： 深入理解`--target`、`--host`和`--build`参数的意义。 C库的选择与集成： 比较glibc、uClibc、musl等C标准库在嵌入式场景下的适用性，及其对系统体积和性能的影响。 工具链的打包与分发： 探讨如何创建可重复、易于共享的工具链环境，确保团队协作的一致性。 2. 依赖管理与元数据驱动的构建 软件组件的集成需要一个强大的依赖解析器。我们将分析面向嵌入式系统的构建系统如何处理复杂的软件包依赖、版本控制和补丁应用。 构建系统的哲学： 探讨基于配方的（Recipe-based）构建系统与传统的Makefile系统在灵活性和可维护性上的优劣对比。 配置管理： 讲解如何使用配置选项（如Kconfig或自定义的配置文件）来动态启用或禁用内核、驱动和应用程序中的功能，以生成高度定制化的最终二进制文件。 补丁管理与版本控制： 介绍如何在构建流程中安全、可追溯地集成第三方库的补丁集，确保二进制的可复现性。 3. 系统映像的生成与部署 构建系统的终极目标是生成一个可直接刷写到目标硬件上的完整系统映像。本章将覆盖映像的结构化、分区布局以及启动流程的关键环节。 文件系统构建： 详细介绍不同嵌入式文件系统（如SquashFS、YAFFS2、UBIFS）的特性，以及如何使用工具（如`mkfs`系列）创建根文件系统。 Bootloader与内核的协同： 分析引导加载程序（如U-Boot）如何加载操作系统内核和初始内存盘（initramfs），并传递必要的启动参数。 OTA（空中下载）准备： 探讨如何设计一个健壮的系统分区策略，为未来的固件升级（A/B升级或回滚机制）打下基础。 第三部分：性能优化与系统调试基础 系统搭建完成后，优化性能和确保稳定运行是长期任务。 1. 嵌入式系统性能剖析 本章着重于识别和解决嵌入式应用中的性能瓶颈，这往往涉及到对硬件特性的深入理解。 功耗分析与管理： 介绍CPU频率调节（CPU Scaling）、时钟门控（Clock Gating）以及休眠模式（Sleep Modes）的软件控制，以最小化待机和运行功耗。 代码剖析（Profiling）： 使用工具分析程序在用户空间和内核空间的热点代码，重点关注系统调用开销和锁竞争问题。 I/O吞吐量优化： 探讨缓存策略、缓冲区大小的调整，以及如何利用硬件加速器（如DSP或NPU）卸载通用CPU的计算负担。 2. 调试与问题追踪技术 当系统出现难以复现的错误时，强大的调试工具至关重要。 JTAG/SWD接口的使用： 深入讲解硬件调试接口的工作原理，以及如何使用GDB配合硬件调试器进行断点设置、内存查看和寄存器级调试。 日志系统设计： 探讨如何构建一个分级、可裁剪的日志系统，确保在生产环境中仅输出关键信息，同时在调试时能捕获所有细节。 系统级追踪： 介绍使用如`ftrace`或更底层的ETM（嵌入式跟踪宏单元）来记录程序执行轨迹，以分析复杂调度和中断延迟问题。 本书内容聚焦于构建系统和底层架构，为开发者提供了一套坚实的“操作系统工程”方法论，而非仅仅停留在应用层面的编程技巧。通过掌握这些基础知识，开发者能够驾驭任何复杂的嵌入式平台，构建出高性能、高可靠性的智能硬件产品。

作者简介

陈士凯

　　曾任职于Intel、盛大研究院，后来创办RoboPEAK团队并自己创业，是开放原始码硬体界的领军人物之一。

程晨  

　　原任职DFRobot，一直参与北京创客空间的活动，后来发起MakerPaPa组织。

臧海波

　　《无线电》杂志金牌作者，编着、翻译过多本关于机器人的书。
 

前言
第1 章 初识Edison
1.1 Edison 介绍 
1.2 Edison 的硬体参数
1.3 介面扩充板

第2 章 快速上手
2.1 Edison kit for Arduino 的用法 
2.2 Arduino IDE for Edison 
2.3 简单的I/O 介面控制
2.4 Wi-Fi 连接
2.5 Wi-Fi 函数库
2.6 Wi-Fi 网路
2.7 以网路为基础的互动
2.8 实例：网路远端养花系统
2.9 透过序列埠登入Linux

第3 章 Edison 技术实现浅析
3.1 Edison 的硬体架构
3.2 Edison 的软体架构 

第4 章 进阶开发
4.1 开发Edison 原生应用
4.2 使用协力厂商软体套件进行开发 

第5 章 系统订制与功能扩充
5.1 使用Yocto Project 订制Edison 系统
5.2 修改启动启动设定

第6 章替Edison 增加图形人机互动介面
6.1 背景和原理
6.2 在Yocto Project Linux 中增加图形显示和互动支援
6.3 执行PC 版Ubuntu 图形介面

第7 章 使用摄影机进行影像识别开发
7.1 从摄影机捕捉资料
7.2 制作一个摄影机取景器
7.3 使用Edison 制作人脸追踪器

第8 章 以Edison 为基础的智慧水杯
8.1 背景与原理 
8.2 系统架构与设计
8.3 网际网路和云端运算
8.4 应用展望第9 章 本机建置

Appendix A  Edison 相关的讨论区、社区和开发者资源
Appendix B  Edison 的生态合作方

前言

　　这些年，随着创客运动和开放原始码硬体的发展，大家一直都在期待一种新的硬体模组的出现，这种模组既要资源丰富、效能强劲、可扩充性强，还要简单好用、耗电不大、体积小巧。树莓派、Arduino 都在这个方向上做过一些尝试，还有很多的团队也在这个方向上做出过努力和贡献，但最后的结果都不太令人满意。

　　大家的期盼在2014 年初终于看到了一丝希望，这一年的1 月，Intel® 推出了名为Edison 的微型计算平台，这是Intel® 针对智慧硬体、可穿戴装置、物联网市场推出的一款产品，只有SD 卡大小，採用22nm Quark 双核心SoC，整合Wi-Fi、BLE、记忆体、储存区，预先安装Yocto Project Linux 系统，支援Arduino、Python 以及Wolfram 环境，相容超过30 项业内标准I/O 介面。在耗电方面，在正常模式下它的最高功率约为1W，而在低耗电模式下只有250mW，甚至更低。这基本上满足了大家对新的硬体模组的期望，一时间到处都充斥着关于Edison 的报导。但这款Edison 并没有正式发售，Intel® 在小范围合作的客户中收集回馈意见，在不到一年的时间里，不断反覆运算更新，终于在2014 年年底推出了第二版Edison，虽然尺寸稍微放大了一些，但也远小于大家的想像。

　　Edison 的出现，不但满足了广大电子同好、创客、开发人员的需求，同时也非常适用于学校的电脑、嵌入式硬体的教学工作。同样一片硬体模组，针对初学者可以偏重于电子电路、Arduino 程式设计，对于中级使用者可以偏重于Python、网路应用，而对于进阶使用者可以偏重于Linux 作业系统。每个阶段都可以做到相互独立，互不影响，都可以以本阶段为基础的学习内容完成电子作品的制作。

　　正是由于以上的原因，当我在玩了一段时间的Edison 之后，就有一种想分享给更多人的冲动，让更多的同好能够了解到这个优秀的硬体模组。不过由于本人水准有限，只能完成前面入门教学部分的内容，后面的内容由曾在Intel® 和盛大创新院任职的陈士凯完成。

　　这本书应该是国内第一本关于Edison 开发的原创技术书籍，这里要感谢Intel®的大力协助，Intel® 内部很多部门的技术高手都参与了本书书稿的审稿，同时也要感谢人民邮电出版社在图书出版过程中做出的努力。最后还要感谢现在正捧着这本书的您，感谢您肯花费时间和精力阅读本书。由于时间有限，书中难免存在疏漏与错误，诚恳地希望您批评指正，您的意见和建议将是我极大的财富。我希望透过Edison 结识更多的朋友。
 

评分☆☆☆☆☆

這本《Intel Edison智慧硬體開發 2018：Base on Yocto Project》的書名，讓我聯想到台灣科技產業過去幾年非常熱衷於「智慧化」和「物聯網」的趨勢。Edison 作為 Intel 在這個領域投入的一個重要平台，它的出現確實為不少硬體創客和小型企業帶來了機會。而 Yocto Project，那絕對是嵌入式 Linux 世界裡一個非常強大的工具，尤其是在需要高度客製化、穩定性要求高的專案中。我想，這本書對於那些在 2018 年左右，正在探索如何為 Edison 打造一個專屬的、精簡高效的 Linux 系統的台灣讀者，應該是個非常及時的指引。台灣有很多優秀的硬體工程師，他們不僅懂硬體，也需要深入了解軟體調校，尤其是在嵌入式領域，操作系統的選擇和配置直接影響到產品的效能和功耗。這本書的重點放在 Yocto Project，代表它可能深入探討了如何從零開始編譯一個 Linux 鏡像，如何添加或移除套件，如何進行系統優化等，這些都是非常實用的技術。

评分☆☆☆☆☆

這本《Intel Edison智慧硬體開發 2018：Base on Yocto Project》的書名，對我來說，代表著一段充滿挑戰但又極具成就感的開發歷程。在 2018 年前後，台灣的科技產業，尤其是硬體創新領域，正經歷一場從單純製造到智慧整合的轉變。Intel Edison 當時作為一個小巧卻功能強大的開發平台，承載了許多創客和新創團隊的希望。而 Yocto Project，這個以高度客製化和穩定性著稱的嵌入式 Linux 構建系統，更是讓硬體開發者能夠擺脫現成操作系統的限制，打造出最符合需求的軟體環境。這本書的書名，暗示著它將引導讀者深入理解如何利用 Yocto Project 來為 Edison 平台量身打造軟體，這不僅僅是安裝幾個套件，而是從底層的系統鏡像編譯、核心驅動的配置，到應用程式的部署，都可能包含其中。對於希望在台灣這個充滿活力的硬體開發社群中，學習並掌握這種底層開發技能的讀者，這本書的價值，可能遠超過書本本身所標示的價格。

评分☆☆☆☆☆

哇！看到這本《Intel Edison智慧硬體開發 2018：Base on Yocto Project》的書名，就讓我想起當年在學校實驗室裡，為了讓那小小的 Edison 板子跑起來，花了不少時間摸索 Yocto Project 的眉角。台灣的硬體開發社群對 Edison 曾經抱有相當大的期待，尤其是在物聯網和嵌入式系統的應用上。當時的台灣，正處於一個從傳統製造業轉向高科技、智慧化的關鍵時期，Edison 這樣一個強大的開發平台，加上 Yocto Project 提供的彈性和客製化能力，簡直就像是為創客和小型開發團隊量身打造的利器。書名中的「2018」也標示了它所涵蓋的技術和資訊是那個年代的主流，對於想要了解當時 Intel Edison 生態系是如何運作、如何透過 Yocto Project 構建客製化 Linux 發行版的讀者來說，應該是個不錯的參考。我記得當時市面上也有不少關於物聯網開發的書籍，但專門深入探討 Edison 與 Yocto 結合的，好像相對較少，所以這本書的出現，對於想在這個特定領域深耕的台灣開發者，無疑是添了一份學習的資源。

评分☆☆☆☆☆

說實話，我在看到這本《Intel Edison智慧硬體開發 2018：Base on Yocto Project》時，腦中立刻浮現了好多年前，我還在為一個小型創業專案奮鬥的畫面。當時，我們選擇了 Intel Edison 作為硬體核心，就是看中它強大的運算能力和豐富的 I/O 介面，希望能快速實現我們的產品原型。然而，要將 Edison 的系統調校到最佳狀態，尤其是在需要高度客製化的嵌入式 Linux 環境下，Yocto Project 的學習曲線可不是開玩笑的。書名中的「Base on Yocto Project」這幾個字，瞬間勾起了我對那些熬夜查閱官方文件、試圖理解 BitBake 的各種指令和配置檔的日子。對於台灣的開發者來說，當年要找到能深入淺出、並且貼近實際開發需求的 Yocto Project 教學資源，確實不容易。很多時候都是自己不斷嘗試、踩坑，然後慢慢累積經驗。所以，如果這本書真的能提供一個系統性的方法，教導如何在 2018 年的時空背景下，有效地利用 Yocto Project 來開發 Intel Edison 的應用，那對於當時的我們，或是現在想回頭研究這個技術棧的開發者，都將是寶貴的資產。

评分☆☆☆☆☆

我仔細看了這本《Intel Edison智慧硬體開發 2018：Base on Yocto Project》的書名，立刻回想起我一位在台南唸電機的朋友，他當年就是拿著 Edison 在做智慧農業的專題。當時，他跟我抱怨說，要讓 Edison 跑起他客製化的感測器驅動，而且還要確保系統的穩定性，實在是很頭痛。他說 Yocto Project 雖然很強大，但學習曲線真的很高，要找一本中文的、針對 Edison 平台又有 Yocto Project 深入講解的書，根本是稀有動物。書名中的「2018」這個年份，也讓我聯想到，那時候的物聯網發展正處於一個快速迭代的階段，各種新技術和平台層出不窮，但能將這些技術紮實地整合並進行系統級開發的資源，卻是相對稀缺的。所以，如果這本書能夠提供一套完整的解決方案，從 Yocto Project 的基礎知識，到如何在 Edison 上實現具體的應用，那對於當時台灣許多正在努力將創意變成產品的開發者來說，將會是一個極大的幫助，能夠省下大量的摸索時間。