**章 認(rèn)識(shí)英特爾嵌入式開發(fā)平臺(tái) 1 1.1 英特爾嵌入式處理器概述 1 1.1.1 Atom處理器系列 1 1.1.2 Quark處理器系列 2 1.2 英特爾IoT嵌入式開發(fā)系統(tǒng) 3 1.2.1 伽利略嵌入式系統(tǒng)概述 3 1.2.2 愛迪生嵌入式系統(tǒng)概述 4 1.2.3 其他基于Quark處理器的嵌入式系統(tǒng) 5 1.3 基于Quark處理器的嵌入式系統(tǒng)軟件 6 1.3.1 Yocto項(xiàng)目簡介 6 1.3.2 Zephyr項(xiàng)目簡介 7 1.3.3 英特爾嵌入式軟件開發(fā)工具鏈 8 第二章 Quark處理器組成架構(gòu)與接口技術(shù) 10 2.1 Quark SoC的外部功能結(jié)構(gòu)簡述 10 2.2 Quark處理器內(nèi)部功能結(jié)構(gòu) 11 2.2.1 執(zhí)行單元功能結(jié)構(gòu) 12 2.2.2 總線接口單元結(jié)構(gòu) 13 2.3 Quark CPU內(nèi)核的組成與工作模式 15 2.3.1 Quark CPU的寄存器組織 15 2.3.2 Quark CPU指令集與尋址模式 18 2.3.3 Quark CPU的工作模式 20 2.4 Quark內(nèi)核的系統(tǒng)總線 23 2.4.1 基本總線讀寫周期 25 2.4.2 突發(fā)總線傳輸周期 26 2.4.3 總線鎖定控制周期 28 2.4.4 總線中斷控制方式 28 2.5 Quark SoC處理器中斷系統(tǒng) 29 第三章 伽利略嵌入式系統(tǒng)開發(fā)板概述 31 3.1 伽利略開發(fā)板硬件結(jié)構(gòu) 31 3.1.1 伽利略開發(fā)板功能結(jié)構(gòu) 31 3.1.2 伽利略開發(fā)板Arduino接口引腳分配 34 3.1.3 伽利略開發(fā)板的引腳映射關(guān)系 36 3.1.4 復(fù)用端口映射關(guān)系 37 3.1.5 板上跳線與按鈕功能 38 3.2 伽利略開發(fā)板軟件結(jié)構(gòu) 40 3.2.1 軟件總體架構(gòu) 40 3.2.2 系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)與板級(jí)支持包(BSP) 41 3.2.3 伽利略開發(fā)板的引導(dǎo)結(jié)構(gòu) 42 3.2.4 伽利略開發(fā)板的Linux內(nèi)核支持 44 3.2.5 伽利略系統(tǒng)支持的開發(fā)工具 44 第四章 伽利略開發(fā)板使用基礎(chǔ) 49 4.1 伽利略開發(fā)板基本操作方法 49 4.1.1 開發(fā)板啟動(dòng)過程 49 4.1.2 完整Linux系統(tǒng)的下載和運(yùn)行 52 4.1.3 面向物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)的操作系統(tǒng)安裝 53 4.2 伽利略開發(fā)板的固件升級(jí)與調(diào)試串口使用 55 4.2.1 伽利略開發(fā)板連接調(diào)試串口 55 4.2.2 伽利略開發(fā)板的調(diào)試串口驅(qū)動(dòng)安裝 56 4.2.3 伽利略開發(fā)板固件更新 57 4.3 伽利略開發(fā)板的網(wǎng)絡(luò)功能應(yīng)用 58 4.3.1 通過以太網(wǎng)絡(luò)訪問伽利略系統(tǒng) 58 4.3.2 通過WiFi模塊訪問伽利略開發(fā)板 62 4.4 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：伽利略開發(fā)板基本操作實(shí)驗(yàn) 65 第五章 伽利略開發(fā)板Arduino開發(fā)技術(shù) 71 5.1 Arduino IDE安裝與部署 71 5.1.1 Arduino IDE安裝 71 5.1.2 Arduino IDE部署 72 5.1.3 基本Blink程序測試Hello World 73 5.2 Arduino IDE基本應(yīng)用與編程方法 74 5.2.1 UNO引腳分配與復(fù)用方式 74 5.2.2 引腳模式配置與使用 75 5.2.3 Arduino程序的編輯、編譯與調(diào)試 77 5.2.4 Arduino的類庫和API函數(shù) 80 5.3 第三方擴(kuò)展庫的部署與應(yīng)用 82 5.3.1 Arduino的標(biāo)準(zhǔn)庫和擴(kuò)展類庫 82 5.3.2 庫管理器的使用 83 5.3.3 手動(dòng)加載庫 84 5.3.4 自定義Arduino庫的規(guī)則 85 5.4 伽利略開發(fā)板的Arduino網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用 88 5.4.1 通過Arduino程序配置伽利略開發(fā)板的網(wǎng)絡(luò) 88 5.4.2 Internet的客戶-服務(wù)器連接模式 89 5.4.3 WiFi類的API使用 92 5.4.4 萬維物聯(lián)網(wǎng)的建立 99 5.5 遠(yuǎn)程花卉看護(hù)系統(tǒng) 103 5.5.1 遠(yuǎn)程花卉看護(hù)系統(tǒng)功能描述 103 5.5.2 遠(yuǎn)程花卉看護(hù)系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu) 104 5.5.3 程序軟件實(shí)現(xiàn) 107 5.5.4 虛擬服務(wù)器的遠(yuǎn)程公網(wǎng)訪問 110 5.6 物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)擴(kuò)展 111 5.7 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 112 5.7.1 固件升級(jí)與Arduino工具環(huán)境安裝與運(yùn)行 112 5.7.2 Web服務(wù)器建立與傳感器使用 114 5.7.3 遠(yuǎn)程花卉看護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 119 第六章 伽利略系統(tǒng)的進(jìn)階開發(fā) 121 6.1 伽利略開發(fā)板軟件層次結(jié)構(gòu) 121 6.2 Linux內(nèi)核基于sysfs的設(shè)備管理 123 6.2.1 Linux設(shè)備模型 123 6.2.2 Linux設(shè)備文件系統(tǒng)sysfs 123 6.2.3 Linux對(duì)GPIO的訪問 124 6.3 伽利略開發(fā)板的引腳映射與操作 125 6.3.1 Arduino引腳功能訪問機(jī)制 125 6.3.2 伽利略開發(fā)板上操作GPIO 125 6.3.3 伽利略開發(fā)板上操作PWM功能 126 6.3.4 伽利略開發(fā)板上設(shè)置ADC功能 128 6.4 基于Linux的Arduino程序運(yùn)行 128 6.4.1 Arduino程序執(zhí)行機(jī)制 128 6.4.2 Linux可執(zhí)行程序?qū)崿F(xiàn)形式 129 6.4.3 Arduino執(zhí)行程序的自啟動(dòng) 129 6.4.4 Sketch程序的輸出重定向 130 6.4.5 在用戶態(tài)直接操作硬件 133 6.4.6 Arduino程序運(yùn)行機(jī)制概述 138 6.5 伽利略嵌入式系統(tǒng)的引導(dǎo) 138 6.5.1 伽利略嵌入式系統(tǒng)引導(dǎo)過程 138 6.5.2 統(tǒng)一可擴(kuò)展固件接口 139 6.5.3 手動(dòng)更新固件的操作過程 139 6.6 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：伽利略開發(fā)板嵌入式Linux設(shè)備文件操作 143 第七章 伽利略系統(tǒng)的SDK開發(fā)與應(yīng)用 145 7.1 伽利略系統(tǒng)的在板C/C++ 編譯開發(fā) 145 7.1.1 基于開源的在板開發(fā)工具應(yīng)用舉例 145 7.1.2 在板編譯模式的缺點(diǎn) 147 7.2 伽利略系統(tǒng)交叉編譯環(huán)境使用 147 7.2.1 伽利略系統(tǒng)交叉編譯工具鏈的產(chǎn)生 147 7.2.2 伽利略開發(fā)板交叉編譯工具鏈的部署 148 7.2.3 Linux環(huán)境下交叉編譯工具的使用 149 7.3 英特爾物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)SDK工具部署與應(yīng)用 154 7.3.1 英特爾物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)SDK工具的部署流程 154 7.3.2 Linux系統(tǒng)下System Studio IoT Edition工具的安裝部署 154 7.3.3 Windows系統(tǒng)下SDK開發(fā)工具鏈的建立 157 7.4 基于SDK的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā) 159 7.4.1 為伽利略開發(fā)板創(chuàng)建項(xiàng)目 159 7.4.2 運(yùn)行一個(gè)項(xiàng)目—Blinking LED舉例 161 7.5 SDK中第三方庫部署與應(yīng)用 164 7.5.1 默認(rèn)傳感器庫upm和接口庫mraa 164 7.5.2 更新和同步板級(jí)開發(fā)包 166 7.5.3 第三方庫的添加 167 7.6 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 170 7.6.1 伽利略開發(fā)板原生C程序開發(fā) 170 7.6.2 System Studio IoT Edition開發(fā)環(huán)境安裝及運(yùn)行 174 7.6.3 System Studio IoT Edition開發(fā)環(huán)境中傳感器庫upm應(yīng)用 182 第八章 伽利略系統(tǒng)視覺處理系統(tǒng)的建立 187 8.1 Yocto項(xiàng)目中伽利略開發(fā)板的Linux系統(tǒng)定制 187 8.1.1 Yocto項(xiàng)目的系統(tǒng)構(gòu)建 187 8.1.2 構(gòu)建基于QEMU的Linux發(fā)行版 189 8.1.3 構(gòu)建基于伽利略開發(fā)板的Yocto Linux系統(tǒng) 194 8.2 為伽利略系統(tǒng)定制Linux內(nèi)核 195 8.2.1 修改Linux內(nèi)核配置 195 8.2.2 對(duì)修改后的內(nèi)核進(jìn)行編譯 196 8.3 OpenCV庫編譯為伽利略嵌入式版本 196 8.3.1 編譯環(huán)境準(zhǔn)備 197 8.3.2 將編譯好的OpenCV庫部署到伽利略系統(tǒng) 199 8.4 視覺應(yīng)用開發(fā)舉例 199 8.4.1 OpenCV中VideoCapture類的使用 201 8.4.2 OpenCV中Mat類的使用 202 8.4.3 OpenCV中的圖像處理 203 8.4.4 在主機(jī)上對(duì)源碼交叉編譯與部署 204 8.4.5 應(yīng)用程序的運(yùn)行 205 8.5 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 205 8.5.1 伽利略開發(fā)板Yocto Linux內(nèi)核編譯操作實(shí)驗(yàn) 205 8.5.2 USB攝像頭支持實(shí)驗(yàn) 208 8.5.3 伽利略開發(fā)板上基于OpenCV庫的應(yīng)用 213 參考文獻(xiàn) 215