104學習精靈

本課程說明嵌入式系統架構，軟硬體系統的整合、移植與開發，幫助開發者Debug與分析問題。 帶你瞭解Embedded Linux的主要部份，上手Embedded Linux BSP：在拿到一般嵌入式 BSP後懂得如何開始，會知道如何進行核心組態與編譯，Bootloader , Kernel編譯以及Root File system建立等。能熟悉GNU Toolchain的使用，包含GNU AutoTools與Makefile的撰寫，並理解Open Source程式與函式庫的移植技巧 。 課程利用Raspberry Pi 開源硬體，讓你從空的SD card，從無到有建構自己的嵌入式Linux 系統並能使板子能開機 (Board bring up)。在Linux系統建立完成之後，教你開發 Linux Pthread、Socket及File (Device) I/O的系統程式。最後，以嵌入式Linux常見的產品，如IPCam、Wi-Fi Router、Media Player，手把手教你這些功能是如何被實現的。

Linux是一套作業系統，且Linux的源碼和架構都是開放的。發展迄今，整個設計體系已經相當穩定，並化繁為簡，開發彈性大，因此從網站到物聯網系統開發，Linux無所不在，如果你自認自己是科技知識份子，那麼選擇Linux應該是理所當然。 而C語言是計算機程式的共同基礎，具備熟稔的C語言能力，從事硬/韌體的相關開發，才會有更好的效率。 若您有志朝嵌入式系統軟底層、MCU韌體、IC驅動程式開發、物聯網應用開發等以Linux、C語言為主軸的專業來發展，本課程將幫助您快速學會工程師必備的Linux與C語言能力，並教您運用C語言來進行Raspberry Pi 的基本操作，並搭配艾鍗獨家設計I/O子板，擴充了原Raspberry Pi 板的功能，並對其中所有軟硬體控制原理進行透徹解說，讓你可以在實作中驗證自己的學習成效，讓你可以成為創客 (Maker) 來實作各種有趣點子，也為踏入進階工程領域(像是嵌入式Linux開發、MCU韌體開發等)前建立紮實基礎。 Part1-Linux職能精修 ►什麼是Linux ►Linux系統安裝 ►Hyper-V ►VMwarePlayer ►Virtualbox ►如何連線遠端Linux ►RemoteConnectLinux - 讓你清楚的明白，什麼是遠端連線 ►檔案系統與系統結構 ►系統結構 ►檔案系統 (ext2、ext3、ext4、xfs) ►檔案類型與權限 (chown、chmod) 單元5 套件安裝與常用指令 ►套件安裝與常用指令 ►關閉IPV6 & 變更Source.lst ►如何安裝需要的套件 (apt-get、dpkg) ►常用指令 ►編輯器的使用 vi ►必懂的Linux操作 ►核心升級 (apt-get、dirt-upgrade) ►網路設定 (ifconfig、route) ►時區設定及校時 (ntpdate) ►硬碟分割與掛載 (fdisk、mkfs、mkfs.ext2、 mkfs.ext3、mount) ►使用者帳號管理 (useradd、adduser、deluser、userdel) ►檔案壓縮與備份 tar ►Ubuntu核心編譯 ►APACHE服務的安裝與設定 ►服務器安裝 Vsftpd + windows應用 ►NFS服務的安裝與設定 ►SAMBA 服務的安裝與設定 + windows應用 ►PHP ►服務器安裝 Mysql ► LAMP整合安裝 (tasksel install lamp-server) Part2-精通C語言 ►程式語言導論 ►C語言開發流程&規範 ►整合式開發環境 ►C程式介紹 ►程式架構 ►基本輸出與輸入函數 ►運算式 ►流程控制 ►資料流程與架構 ►函式巨與集 ►函數定義 ►遞迴呼叫 ►巨集 ►陣列與指標 ►陣列 ►多維陣列與指標 ►泡沫排序法 ►使用C語言開發驅動程式 ►字串處理 ►變數範圍 ►全域變數&區域變數 ►檔案管理 ►C語言檔案處理 ►NEW data Type ►typedef型態定義 Part3-C語言控制Raspberry Pi I/O ►Raspberry Pi 使用 ►Raspberry Pi 簡介 ►Raspberry Pi 使用 (包含Linux系統檔案系統與常用指令說明) ►數位介面 ►感測器介面與Pi子卡介紹 ►數位感測器讀取 ►GPIO ►使用BCM2835 Peripheral Library ►LED, Button, PIR, Relay ►PWM (SG90伺服馬達控制) ►I2C 工作原理 ►I2C OLED (SSD1306Z) ►I2C G-Sensor (LIS3DH) ►SPI 工作原理 ►UART Interface - PM2.5 ►Modbus over RS485 ►類比界面

什麼是Raspberry Pi? Raspberry Pi 是由劍橋大學的 Eben Upton及其他幾位老師所設計的，最初只是為了提供一台平價的電腦和自由軟體，讓學生可以輕鬆取得，用來學習跟練習電腦科學的相關知識。 但由於它價格低廉、容易取得、方便攜帶、安裝簡單、運作穩定，而且又可以連接其他週邊設備，不僅在教育界盛行，連創客 (Maker) 圈也非常愛用它來實作各種有趣點子，甚至有些業界的朋友也真的用它來製作產品或是專案。 課程目標 ◆ 學會Raspberry Pi 的基本操作 (本課程適用Raspberry Pi 4/Raspberry Pi 3) ◆ 學會Linux 基礎指令 ◆ 學會基礎I/O控制: 從LED 閃爍, 到讀取按鍵狀態 ◆ 活用Pi : 防盜偵測與家電控制( 使用PIR人體感測器及Relay繼電器) ► 開源硬體發展現況 ► Raspberry Pi 介紹 ► 使用UART Console登入Raspberry Pi ► 使用WiFi連接網際網路 ► Linux 基礎指令 ► 艾鍗Pi I/O擴充板介紹 ► 如何控制 Raspberry Pi I/O ► 我的第一個硬體驅動:LED, Push Button ► Pi連接PIR人體感測器及Relay 控制 ► Pi應用實例: 防盜偵測與家電控制

C語言是計算機韌體程式的共同基礎，舉凡你要開發嵌入式系統軟底層、MCU韌體、IC驅動程式開發，那麼C語言一定是你必須要會的程式設計語言。艾鍗學院C語言程式設計課程將帶大家掌握C語言精髓，給你100%清楚觀念，並清楚如何用C語言來設計實作！ 學習目標： 1. 清楚掌握C語言的基本及進階觀念，尤其是針對pointer、Struct與位元處理等主題。 2. 認識前處理器、指標、特殊宣告等嵌入式系統常用的技巧。 3. 了解程式設計架構的可維護性、模組化。 章節架構： Part1-程式語言導論 ► C語言開發流程規範 ► 整合式開發環境 Part2-C程式介紹 ► 程式架構 ► 基本輸出與輸入函數 Part3-運算式 Part4-流程控制 ► 資料流程與架構 Part5-函式與巨集 ► 函數定義 ► 遞迴呼叫 ► 巨集 Part6-陣列與指標 ► 陣列 ► 多維陣列與指標 ► 泡沫排序法 ► 使用C語言開發驅動程式 Part7-字串處理 Part8-變數範圍 ► 全域變數&區域變數 Part9-檔案管理 ► C語言檔案處理 Part10-NEW data Type ► typedef型態定義

台積電董事長張忠謀指出「下一個big thing為物聯網，將是未來五到十年內，成長最快速的產業，要好好掌握住機會！」而包括穿戴裝置、智慧家庭、智慧交通、智慧工廠、智慧能源與智慧城市都將搭乘著物聯網的翅膀起飛，不少供應鏈與整個生態系統已然逐漸成形。因此掌握物聯網技術，就等於是搭上這波熱門趨勢。 為了傳達正確的IoT學習觀念與學習重點，本課程規劃了三大範疇，讓您學會物聯網硬體裝置的I/O控制、Web前後端整合與ARM mbed平台開發，讓您對物聯網的架構有清晰了解並札實培養關鍵技術。本課程不但經由ARM mbed原廠認證，讓您享有豐富的原廠學習資源，更透過Raspberry Pi3並搭配艾鍗獨家設計I/O子板，讓您學會裝置基本的操作與I/O控制。另外，還會用淺顯易懂的方式讓您快速學會IoT相關通訊、物聯網Web前後端整合與開發平台的技術。藉由數位學習的優勢，讓您反覆觀看，提高學習效率，快速掌握技術關鍵，實踐IoT核心技術與應用。本課程所培訓之能力指標適用iPAS經濟部產業人才能力鑑定【初級/中級物聯網應用工程師】考試，歡迎準備報考的同學加入學習！ 學習目標 1.能了解物聯網IoT 架構，包含物聯網感知層、物聯網網路層、物聯網應用層 2.學會控制Raspberry Pi I/O裝置，紮實建立IoT技術基礎 3.了解物聯網中M2M通訊協定並如何實現-MQTT、CoAP 4.學會擷取感測器訊號與輸出入控制 5.能開發一個Web-Based IoT平台：掌握Web前端與後端的通訊能力(AJAX,WebSocket) 6.能快速以Node.js 建立物聯網應用平台 7.了解 ARM mbed Cloud 平台-mbed Client API與mbed device connector API 8.善用更多其他的雲端服務BaaS(Backend as a Service)，如Freeboard、ThingSpeek等 9.考取經濟部「物聯網應用工程師」能力鑑定證書，提升就業力與競爭力，增加獲得企業優先面試/聘用及加薪的機會。 章節架構 Part1-物聯網導論 Part2-Raspberry Pi 3 I/O 裝置控制使用C語言 Part3-數位介面 Part4-類比界面 Part5-打造自己的IoT Part6-CoAP Part7-MQTT Part8-Web基礎概念 Part9-JavaScript程式設計 Part10-使用JQuery Part11-關於Node.js Part12-The WebSocket Protocol Part13-HTML Template Engine Part14-MongoDB Part15-Node.js-based GPIO Part16-ARM mbed 物聯網平台實戰

本課程將透過ARM開發工具模擬器操作，以實際瞭解ARM核心的指令集、記憶體處理器(MMU)、中斷處理等。課程使用開源硬體平台Raspberry Pi實作一個ARM BootLoader，從中你可以了解從最底層的ARM Assembly到C main函式所發生的每一件事。實作中也以bare-metal (Non-OS)方式驅動如，GPIO、UART、TIMER等I/O，另也以實際code說明Raspberry Pi的SoC晶片(BCM2835/BC2836)中，ARM CPU如何和GPU通訊。最後，有鑑於學員在實際工作上所使用的開發工具大多為開發套件外，最後將講習如何將程式轉換為GNU工具可使用的原始碼。<<對於想要從無到有開發一套ARM-based作業系統，本課程絕對是一個OS開發者的前哨站>> 藉由Bare Metal 開發, 我們可以學到： 1.ARM 的CPU架構及組合語言 2.ARM Exception Vector Table & ARM例外處理 3.Boot From Where ? CPU initialize & DRAM controller initialize 4.How to write Startup Code ? 如何撰寫Linker Script 5.SoC 中斷控制器 & ISR (Interrupt Service Routine) 6.在沒有OS情況下要如何撰寫程式, 包含Application或 Chip Driver 7.CPU和GPU如何通訊？ 適合對象 1.對ARM架構和其底層系統程式開發有興趣者。 2.想從事ARM BSP development、ARM Bootloader/BIOS programming、研發相關工作者。 3.須具C程式設計基礎。 章節架構： ► 1.SoC基本架構 ► 2.ARM處理器架構 ► 3.ARM組合語言 ► 4.Thumb mode ► 5.ARM 標準程序呼叫 ► 6.ARM Exception handling /例外中斷處理 ► 7.Memory Barrier & Coprocessor ► 8.系統程式-Linker & startup code ► 9.Bare-metal Development using Raspberry Pi 3 ● 認識Broadcom BCM283x SoC ● Raspberry Pi 3開機流程 ● 實作 GPIO 驅動-LED、 Button ● 實作BCM2835 中斷控制器 ● 實作System Timer 中斷 ● 實作GPIO中斷 ● 實作UART ► 10.GPU 與ARM間的溝通 ● 用Mailbox 界面實作Framebuffer