題:
為什麼開放式硬件如此稀有?
Caustic
2013-03-22 11:30:03 UTC
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我試圖理解為什麼開放硬件比軟件難得多。我已經嘗試過在線瀏覽,但找不到令人滿意的解釋。

我了解硬件非常容易維護專有性,因此對逆向工程設計(因此)的難度更大(不可能) IC,而不是PCB),但為什麼這會阻止開放的硬件計劃呢?

這是製造成本嗎?是否缺乏有關硬件設計的共享知識?

隨著FPGA的出現使得設計硬件變得如此容易(儘管它們本身也是專有的),我希望開放式硬件的發展速度會更快。

很抱歉,如果問錯地方了,但這已經困擾了我大約一年,讓我希望我選擇了計算機科學而不是計算機工程。

喜歡http://opencores.com/?
老實說,我認為它沒有太多用處。每天,消費者都可以下載開源軟件,並使用它來滿足他們的生活需求,一款開源軟件有數百萬潛在的最終用戶。自由硬件設計的“市場”比自由軟件的市場小很多個數量級,所以我想人們對此的興趣要小得多。
@MattYoung是的,我看到了他們的項目,我希望它會變得越來越流行,但是那些項目感覺像是無組織的愛好,而不是真正的協作項目。他們與我所考慮的最接近的事情是OpenRISC項目,但它仍然沒有開源軟件項目可能擁有的動力或社區。
@Tim我實際上沒有考慮過。我了解最終用戶獲得免費軟件的動機,但我不明白為什麼開發人員不會更熱衷於開放硬件處理器。畢竟,我一直認為開放項目對於開發人員比最終用戶。如果它對最終用戶免費,為什麼他們會關心它是開放源代碼還是封閉源代碼?
“這個問題不適合我們的問答形式。這個問題可能會引起辯論,辯論,民意調查或擴大討論範圍。”
也就是說,在董事會一級,有許多已發布的設計供任何人重新使用。例如,在各種廠商的應用筆記和參考設計中。他們沒有將這些設計標記為“開放式硬件”,但是它們的存在意味著從FOSS角度講真正的“開放式”設計幾乎是不需要的。
因為軟件只是代碼,但是硬​​件需要實際的工作和才能來設計嗎?嚴重的是,我認為其中很多是需求少得多。您仍然必須構建硬件設計以從中獲得任何東西,而獲取某些軟件並使用它顯然要容易得多。
在FPGA中實現的設計不是硬件。它是固件。
六 答案:
John U
2013-03-22 17:24:33 UTC
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每個人都可以在家中編輯源代碼,很少有人擁有芯片製造廠來生產幾個定制芯片。字節是可以自由創建和分發的,而材料則不是。

還有一個問題,即源代碼是可移植的,儘管CAD文件等是可移植的,但是還有很多開銷&錯誤&設置成本

3D打印跨越了一些邊界,對於&的兩個PCB板(更老的)加工技術,可能需要付出一些努力。

經過編輯以添加:重新閱讀該問題,以及與FPGA有關的問題的意圖,我要說的是,它們目前仍然有點晦澀難懂很多,而且不是大多數人所關注的。在努力,理解和工具方面,進入門檻很高。

這是真正的答案。硬件成本更高。
3D打印是一個很好的例子。請參閱thingiverse.com,以了解隨著3D打印機變得越來越容易訪問而爆炸的方式。
引人注目的是它帶來的“ Apple效果”-可能需要一段時間才能進行3D打印,並且可以很輕鬆地將CNC機床家用更長的時間...但是使它變得簡單易用卻帶來了與其他功能相同(或更好)但學習曲線/進入障礙更陡峭的產品相比,蘋果使他們的產品易於使用的方式使更多的人負擔了。用戶友好是(這些天)一個很老套的術語,但是從根本上講,這正是使蘋果公司擁有數十億美元的能力。
superkittens
2013-03-22 11:48:27 UTC
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打開硬件實際上並不難。 Sparkfun,Adafruit和Arduino等公司公開提供原理圖和固件。我們也不要忘記那裡的製造商社區為Open Hardware做出了巨大貢獻。還有一個開源硬件協會(但您可能已經知道了!)。

看來,開源軟件比開放硬件要突出一些,但是開放硬件已經存在-而且很大。只需花2分鐘在Instructables上,您就會看到。缺乏共享知識絕對不是問題。

但是,當然,您可能不會看到很多免費的(如自由)verilog或VHDL代碼,但是它們在那裡。看起來像微控制器而不是FPGA確實使開放的硬件/製造商社區蓬勃發展。

我想我應該進一步澄清我的問題。是的,那些公司確實提供了其原理圖和電路板佈局,但是許多開放硬件項目仍使用高度專有的IC。
每個人都可以在家中編輯源代碼,很少有人擁有芯片製造廠來淘汰幾個定制芯片。
@JohnU您的評論應作為答案。
那我會做到的!
是的,直到他們發怒其他公司採取計劃並完全按照開源的意思進行並製作副本為止(閱讀:超級便宜的中國仿冒品)。查看MakerBot。他們開源,因為他們不喜歡開源的後果,也就是說,任何人都可以用硬件做任何事情。
哈哈,是的,這是個大問題。 “ Amp Hour”做了一個很好的播客,談論開放硬件以及它在業界是否真正“成功”。 (http://www.theamphour.com/the-amp-hour-125-bus-buccaneer-builder/)。我相信答案是“還沒有”
PeterJ
2013-03-22 15:18:35 UTC
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我看到您在評論中澄清了一些與開放硬件有關的事情,從真正的意義上來說,人們可以從頭開始自己的設計和製造,而不是發布基於專有零件的設計。

它的確很大程度上取決於製造成本和復雜性。現在以您的OpenRISC為例,想到了三個主要選擇,這些成本非常可觀,但表明以數百至數千個單位而不是數百萬個單位生產的東西:

  • 而是使用專有的ARM平台,並從Atmel或20多家其他製造商那裡購買芯片。成本說每個零件5美元,芯片有充分的證明和證明,安裝成本/交付時間幾乎為零。它們不需要太多的支持電路,並且許多封裝或廉價的原型板都可以輕鬆地手工焊接。

  • 採用OpenRISC處理器,添加支持外圍設備並加載到FPGA。絕對可以實現的“在家” /開放式硬件項目,並且安裝成本也不高。但是,正如您所指出的那樣,FPGA仍然是專有的,包括支持電路在內的每片價格更可能為20美元,更不用說許多封裝更難手工焊接了。

  • 採用OpenRISC處理器,添加支持外圍設備,並在您選擇的製造廠獲得ASIC,您甚至可以購買自己的設備。在現有的製造工廠生產ASIC會花費數十萬個商標,購買自己的生產設施將花費數億美元。

要記住的另一件事是,儘管FPGA在某些設計中確實使事情變得更容易,但它們實際上僅覆蓋數字域。大多數現實世界的設計都需要大量的模擬支持電路來執行其最終功能,因此,FPGA可能並沒有您想像的那麼普遍。

pjc50
2013-03-22 15:25:52 UTC
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自由軟件的“重新分發副本的自由”和“修改自由”方面的確不能很好地轉化為硬件。複製電路板需要付出一定的工作和成本,而復制ASIC(經過修改或其他方式)則需要花費更多的時間。在可預見的將來,這根本不會超出普通用戶的承受範圍。

另一個因素是過時。一些開放的UNIX軟件已有30年的歷史了; GCC大約25歲。開放式硬件通常在開始顯得過時之前會更短。在人們真正想要開放的所有事物上,尤其是這樣:處理器,圖形硬件,無線接口。 ,但有什麼意義呢?它與當前的有什麼實質性的區別?)

“社區”硬件開發肯定存在範圍,但這取決於擁有一個穩定,明智的*社區,同意它想要什麼並願意為此付費。再次,這需要大量工作。

*(Raspberry Pi中使用半封閉式Broadcom芯片吸引了一小部分但非常生氣的投訴者。我認為這種事情很明智那些需要進行開放ASIC設計的項目,除非有災難性的專利障礙,否則大約需要500萬美元和一年的工作才能完成替換工作,而您必須失去受專利保護的視頻解碼硬件,並從ARM制定指令集許可證。)

並不是讓SOC封閉的硬件引起人們的憤怒,甚至包括與GPU無關的方面,也缺少完整的公共數據表。該問題和採購問題實際上限制了社區派生,這可能會解決董事會問題,從而阻止非好奇心應用程序的採用。
Scott Seidman
2013-03-22 20:26:38 UTC
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街上的人很難獲得工具鏈。每個人及其叔叔都可以獲得編譯器,數據庫等信息,但是示波器,函數發生器,工作台電源,零件庫以及使用它們的來之不易的技巧僅意味著減少了幾個數量級的參與者在開放式硬件遊戲中。

rwender
2013-03-26 23:35:20 UTC
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我完全同意“數量級”評估,即開放軟件相對於開放硬件的易用性。 它確實可以歸結為“位”而不是“原子”。與從事開放軟件項目相關的成本和麻煩非常低,工具和基礎架構(Internet,github和您的PC)擁有全部在開始您的開放軟件項目之前已經付款了,因此增加的成本就是您的時間。

開放式硬件確實需要您獲得“原子”才可以開始該項目,並且如前一篇文章所述:

  • 使用公司的標準產品是您成本最低的選擇(5至100美元)*
  • FPGA工具的成本較高(20至2000美元)
  • 您自己的定制ASIC(200,000美元至2,000,000美元)
  • 您自己的晶圓廠來製造您的零件(500,000,000美元至2B美元)

'**這些成本包括開發成本以及芯片成本

現在,開放式混合信號硬件運動並沒有像上面提到的類似FPGA的選項那樣具有更合理的開發成本和設備成本。

公司[是的,我的公司就是其中之一] o製作可配置的混合信號解決方案,以將類似於FPGA的業務模型引入模擬和混合信號芯片設計。在某種程度上,可配置混合信號芯片中的開放硬件將比今天的PCB級別設計更適合於開放硬件項目。

是的,我是說可配置芯片設計可能比PCB容易設計。

可配置芯片將包含經過矽驗證的IP,可以通過類似於FPGA place&route和配置流程的自動化設計工具將其與單掩模層更改互連。而且,混合信號設計不會像數字設計那樣過時,因為模擬電路不需要像數字設計那樣追逐摩爾定律。

能夠與分佈式團隊合作處理可配置芯片的內容可能會帶來開放軟件的概念,並為開放硬件設計帶來好處。

我們的前提是,以下屬性將有助於實現開放性更加流行的硬件:

  • 標準化的可配置混合信號芯片硬件
  • 已表徵並記錄在案的IP塊
  • 價格合理的高級設計工具可以抽像出自定義芯片設計詳細信息
  • 將高級設計自動編譯為可配置設備
  • 支持分佈式團隊的設計共享工具


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