コンピュータ電子工作の素 ラズベリー・パイ解体新書－900MHz×4コア知能炸裂！画像認識からハイパー計算まで遊び放題！ (ボード・コンピュータ・シリーズ) [単行本]

コンピュータ電子工作の素 ラズベリー・パイ解体新書－900MHz×4コア知能炸裂！画像認識からハイパー計算まで遊び放題！ (ボード・コンピュータ・シリーズ) の 商品概要

• 目次

  ★目次
  
  ●プロローグ　最新ラズベリー・パイ2誕生
  
  ◎6倍にパワーUP!Linux/Windows/Android組み換え自由!
  ●イントロダクション　900MHz 4コア!I/Oコンピュータ「ラズベリー・パイ2」
  ラズベリー・パイは世界の定番
  ハードウェア
  演算性能は従来品の6倍
  ご利益①：重たいプログラムを動かし放題
  ご利益②：Linux/Windows/Android…OSを入れ替えて遊び放題
  ラズベリー・パイ2の使いどころ
  
  ☆第1部　ラズベリー・パイ2の基礎知識
  
  ◎世界の定番!名刺サイズ・コンピュータ
  ●第1章　「ラズベリー・パイ」の基本スペック
  5,000円で全部入り!
  基本仕様
  ラズベリー・パイ2・のハードウェア
  初代ラズベリー・パイの構成
  I/Oコンピュータの拡張コネクタ
  
  ◎さすがLinux!名刺サイズ・コンピュータ・スタートアップ!
  ●第2章　ラズベリー・パイのセットアップ
  準備…ハードウェアを準備する
  標準Linux「Raspbian」のインストール方法
  Raspbianの初期設定
  RaspbianでWi-Fi USBドングルを使う
  頻繁なアップデートにも即対応!Raspbianの更新
  プログラミング環境
  よく使うアプリ
  よく使うLinuxコマンド
  便利ライブラリ/・アプリを追加インストール
  
  ◎お手軽シリアル×Tera Term&LAN接続の高機能ソフトでササッとログイン
  ●第3章　パソコンからリモート操作 実験向きの環境を作る
  方法1　USB-シリアル変換モジュールで接続
  方法2　ネットワーク名で接続する
  方法3　高機能なリモート接続アプリを使う
  
  ☆第2部　大解剖！ラズベリー・パイ2
  
  ◎4コアCortex-A7/GPU/128ビット高性能NEON命令…最新テクノロジいじり放題!
  ●第4章　ラズベリー・パイ2のコンピュータ性能を大実験
  こんな実験
  実験1：コンピュータ・ボード全体の基本性能を調べる
  準備…並列処理性能を確認するために最新GCC5.1をビルドする
  実験2：なんと最大128ビットを1命令で演算!NEONの性能
  実験3：並列化の効果をOpenMPで味わう
  実験4：並列化の威力をCilkで味わう
  
  ◎マイコン的に使う前に基本性能を診断
  ●第5章　実験! 三大I/O GPIO/I²C/SPI
  実験内容
  実験1：GPIOのON/OFF速度
  実験2：I²C通信速度
  実験3：SPIの転送速度
  
  ◎アセンブラ・レベルで最適化して全速力でON/OFF
  ●第6章　レジスタ直接アクセスで50MHz!GPIO出力
  GPIOを直接操作してみる
  レジスタに直接アクセスする方法
  実験
  
  ◎最大4コア！機能全部入りで消費電力効率を追求した組み込み向け？
  ●第7章　ラズベリー・パイ2の心臓部Cortex-A7アーキテクチャ大研究
  Cortex-A7の特徴
  なんと最大128ビット演算を1命令で!高性能SIMD命令NEON
  オプション機能1…セキュリティ用仮想CPUを使えるしくみTrustZone
  オプション機能2…複数のOS切り替え用仮想化機能
  オプション機能3…マルチプロセッシング拡張機能
  コード・サイズと命令の種類のバランスを両立!Thumb-2命令
  Cortex-A7のマイクロ・アーキテクチャ
  マイクロ・アーキテクチャその①…命令読み出し部の特徴
  マイクロ・アーキテクチャその②…実行部の特徴
  メモリ・システムの特徴
  
  ◎レジスタ直たたき！Linuxコマンドだけで試せる
  ●第8章　CPUアーキテクチャ Cortex-A7基本性能を調べる
  実験内容
  準備
  実験1…CPU評価の定番DhryStoneで性能を測る
  実験2…NEON命令による性能UP
  実験3…分岐予測精度
  実験4…データ・プリフェッチとL2キャッシュの効き目
  実験5…高速メモリ読み出し
  
  ◎公開済みドキュメントから読み解く
  ●Appendix1　BCM2835/2836プロセッサの内部構造を考察する
  
  ◎JPEGやH.264エンコーダ回路内蔵で画像処理をヘルプ
  ●Appendix2　シリーズ共通 ラズベリー・パイのGPU「VideoCore Ⅳ」機能
  
  ◎ラズベリー・パイ2に標準装備で画像処理をさらに性能UP
  ●第9章　128ビットを一度に実行高速演算用NEON命令の使い方
  実験
  準備
  使用した双二次補間プログラム
  性能アップの鍵…固定小数点化
  NEON命令への計算の割り当て
  NEONプログラミング
  動かす手順
  応用
  
  ◎OpenMP並列化記述から全自動並列化コンパイラまで
  ●Appendix3　マルチコアで実験 並列処理プログラミング入門
  
  ◎ファイル転送/ネットワーク負荷/リクエスト数/同時接続数…定番測定ソフトで試す
  ●第10章　ネットワーク通信&サーバ性能の実力
  実験内容
  実験の準備
  実験1：ファイル転送
  実験2：ネットワーク負荷
  実験3：ウェブ性能…リクエスト数
  実験4：ウェブ性能…同時接続数
  
  ◎USBハブ機能やイーサMAC&PHY搭載!クロック同期機能付き!
  ●Appendix4　イーサネット/USB接続チップLAN9512/9514の研究
  
  ☆第3部　ラズベリー・パイ2活用術
  
  ◎GPIBとRS-232-CをPythonライブラリで制御
  ●第11章　I/Oコンピュータ活用事例 オシロ&マルチメータ自動計測システム
  こんな装置
  ハードウェア
  ソフトウェア
  GPIO&I²C制御プログラム
  RS-232-C制御プログラム
  GPIBによるオシロスコープ制御プログラム
  RS-232-CとGPIBを使うには事前準備が必要
  評価用メイン・プログラムの作成
  実行する
  
  ◎金属ケースとアースでノイズ・レス!ウォッチドッグ・タイマ&追加UPS機能で急なシャットダウンも安心!
  ●第12章　ラズベリー・パイで組み込みコンピュータは作れる!?
  ラズベリー・パイと他のボードを比べる
  ラズベリー・パイを使うメリット
  ラズベリー・パイを使うデメリット
  実用化へのアプローチ
  耐環境性能を測ってみた
  
  ◎スイッチ/入出力/A-Dコンバータ/D-Aコンバータ/センサ…拡張自在!
  ●第13章　I/Oコンピュータ電子工作の素
  定番シリアルSPI/I²Cを使うための設定
  制御ライブラリあれこれ
  C言語用定番制御ライブラリWiringPiの使い方
  LEDのPWM調光
  スイッチを接続する
  出力ピンを増やす
  I/Oピンを増やす
  8ビットA-D/D-AコンバータICをつなぐ
  3軸加速度センサをつなぐ
  100kSps/12ビットA-Dコンバータをつなぐ
  
  ☆付録　1&2対応! ラズベリー・パイ便利アイテム
  
  ◎カメラもディスプレイもI/Oもアナログもガチャッと挿すだけ
  ●ラズベリー・パイの拡張基板&ケース
  ラズベリ・パイ直結!・拡張ボードあれこれ
  純正モジュールRaspberry・Piカメラ&赤外線カメラPiNOIR
  タッチ・パネル付き3.5インチ・カラー液晶ディスプレイ4DPi-32
  2.2インチ小型カラー液晶ディスプレイ・キットPiTFT・Mini・Kit
  キャラクタLCD&スイッチ基板
  16チャネルPWM出力!サーボモータ制御向け拡張基板Adafruit16チャネルPWM/サーボHAT for Raspberry Pi
  DCモータ&ステップ・モータ制御基板Gertbot
  静電容量タッチ・センサ基板Adafruit静電容量センサHATキット
  ラズベリー・パイの電源管理モジュールRPi-PWR・mini-DCJ
  小型リアルタイム・クロック・モジュール・ミニRTCモジュール
  ブレッドボード直挿しOK!・GPIO接続基板KSY-TB-002
  24ビット/192kHzハイレゾ対応オーディオ用D-Aコンバータ基板SabreBerry+
  32ビット384K対応!・オーディオ用D-Aコンバータ基板RaspyPlay4
  RS-232-CもRS-485も!・レガシ・シリアル通信アダプタPiComm
  モデル別!ラズベリー・パイ専用ケース

• 出版社からのコメント

  ラズベリー・パイのコンピュータ性能やイーサネット伝送性能，拡張I/Oの実力を大解剖します．

• 内容紹介

  ラズベリー・パイ2は， 900MHz動作のARM Cortex-A7プロセッサを4コア搭載する，5,000円のI/Oコンピュータです．画像認識やソフトウェア無線も行えるパワフルな基板です．このラズベリー・パイ2のコンピュータ性能やイーサネット伝送性能，拡張I/Oの実力を大解剖します．並列処理や128ビット高性能演算命令，GPU演算などの最新技術も試します．開発・製造の現場でも使われている実際の製作例も紹介します．
  
  ※本書はインターフェース2015年10月号をもとに加筆・再構成を行っています．
  
  ★目次
  
  ●プロローグ　最新ラズベリー・パイ2誕生
  
  ●イントロダクション　900MHz 4コア!I/Oコンピュータ「ラズベリー・パイ2」
  
  ●第1章　「ラズベリー・パイ」の基本スペック
  
  ●第2章　ラズベリー・パイのセットアップ
  
  ●第3章　パソコンからリモート操作 実験向きの環境を作る
  
  ●第4章　ラズベリー・パイ2のコンピュータ性能を大実験
  
  ●第5章　実験! 三大I/O GPIO/I²C/SPI
  
  ●第6章　レジスタ直接アクセスで50MHz!GPIO出力
  
  ●第7章　ラズベリー・パイ2の心臓部Cortex-A7アーキテクチャ大研究
  
  ●第8章　CPUアーキテクチャ Cortex-A7基本性能を調べる
  
  ●Appendix1　BCM2835/2836プロセッサの内部構造を考察する
  
  ●Appendix2　シリーズ共通 ラズベリー・パイのGPU「VideoCore Ⅳ」機能
  
  ●第9章　128ビットを一度に実行高速演算用NEON命令の使い方
  
  ●Appendix3　マルチコアで実験 並列処理プログラミング入門
  
  ●第10章　ネットワーク通信&サーバ性能の実力
  
  ●Appendix4　イーサネット/USB接続チップLAN9512/9514の研究
  
  ☆第3部　ラズベリー・パイ2活用術
  
  ●第11章　I/Oコンピュータ活用事例 オシロ&マルチメータ自動計測システム
  実行する
  
  ●第12章　ラズベリー・パイで組み込みコンピュータは作れる!?
  
  ●第13章　I/Oコンピュータ電子工作の素
  
  ☆付録　1&2対応! ラズベリー・パイ便利アイテム
  
  ●ラズベリー・パイの拡張基板&ケース

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