¿Por qué es tan raro el hardware abierto? [cerrado]

Todo el mundo puede editar el código fuente en casa, muy pocas personas tienen una planta de fabricación de chips para eliminar un par de chips personalizados. Los bytes son libres de crear y distribuir, los materiales no lo son.

También existe el problema de que el código fuente es portátil, y aunque los archivos CAD, etc. son portátiles, hay muchos más gastos generales y amp; errores & costos de instalación de materiales desperdiciados.

La impresión 3D cruza algunos de los límites, quizás un poco de esfuerzo podría hacer lo mismo para la tecnología de mecanizado (mucho más antigua), ambas partes y amp; PCB's.

Editado para agregar: releyendo la pregunta, y tal vez la intención de la pregunta relacionada con los FPGA, yo diría que todavía están un poco un arte oscuro para muchos, y simplemente no está en el radar de la mayoría de las personas. La barrera de entrada es bastante alta, en términos de esfuerzo, comprensión y herramientas.

El hardware abierto no es realmente difícil de conseguir. Compañías como Sparkfun, Adafruit y Arduino hacen que los esquemas y el firmware estén disponibles públicamente. Tampoco olvidemos la comunidad de creadores que contribuye en gran medida al hardware abierto. También está la Asociación de hardware de código abierto (¡pero probablemente ya lo sabías!)

Parece que el software de código abierto es un poco más prominente que el hardware abierto, pero el hardware abierto está ahí fuera, y es grande. Solo pasa 2 minutos en Instructables y verás. La falta de conocimiento compartido definitivamente no es un problema.

Sin embargo, es probable que no veas muchos códigos VHDL o VHDL gratuitos (como en Freedom), pero están ahí fuera. Parece que los microcontroladores en lugar de los FPGA realmente sacudieron la comunidad abierta de hardware / fabricante.

Veo que ha aclarado algunas cosas en los comentarios con respecto a ser hardware abierto en el verdadero sentido de la palabra donde las personas podrían hacer su propio diseño y fabricación desde cero en lugar de publicar diseños basados en partes propietarias.

En gran medida se reduce a los costos de fabricación y la complejidad. Tomando su ejemplo de OpenRISC, en este momento se nos ocurren tres opciones principales, estos costos son muy ambiciosos pero son indicativos de cosas producidas en cientos a miles de unidades, no en millones:

• En su lugar, use la plataforma patentada ARM y compre chips de, por ejemplo, Atmel o más de 20 fabricantes. Los costos dicen $ 5 por pieza, los chips están bien documentados y probados y los costos de configuración / tiempo de entrega son prácticamente nulos. No requieren una gran cantidad de circuitos de soporte y muchos vienen en paquetes o en prototipos baratos que se pueden soldar a mano.

• Tome el procesador OpenRISC, agregue periféricos de soporte y cárguelo en un FPGA. Definitivamente, un proyecto de hardware abierto / abierto "alcanzable" y también no tiene muchos costos de configuración. Sin embargo, el FPGA sigue siendo propietario como lo ha señalado y es más probable que llegue a $ 20 por pieza, incluidos los circuitos de soporte, por no mencionar que muchos paquetes son mucho más difíciles de soldar a mano.

• Tome el procesador OpenRISC, agregue periféricos de soporte y obtenga un ASIC hecho a su elección, incluso puede comprar sus propias instalaciones. La obtención de un ASIC en una planta de fabricación existente resultaría en cientos de miles de marcas de tipo, comprar sus propias instalaciones para producir sería del orden de cientos de millones.

Otra cosa para recordar es que, si bien los FPGA hacen las cosas más fáciles en algunos diseños, en realidad solo cubren el dominio digital. La mayoría de los diseños del mundo real requieren una gran cantidad de circuitos de soporte analógico para realizar su función final, por lo que un FPGA puede no ser una solución tan universal como cree.

Los aspectos de "libertad para redistribuir copias" y "libertad de modificar" del software libre realmente no se traducen bien al hardware. Hay trabajo y costos asociados con la copia de un tablero, y mucho más asociado con la copia de un ASIC (modificado o no). Simplemente, no estará al alcance del usuario promedio en el futuro previsible.

Otro factor es la rápida obsolescencia. Algunos de los programas abiertos de UNIX tienen treinta años; GCC tiene unos 25 años. El hardware abierto generalmente tendrá un tiempo más corto antes de que empiece a parecer horriblemente obsoleto. Esto es especialmente cierto para todas las cosas que las personas realmente quieren estar abiertas: procesadores, hardware de gráficos, interfaces inalámbricas.

(Podría tener un reemplazo abierto para, por ejemplo, el 555 o el LM741, que sería más atemporal, pero ¿cuál sería el punto? ¿En qué se diferenciaría materialmente de los actuales)?

Ciertamente hay un margen para el desarrollo de hardware de "comunidad", pero eso depende de tener una comunidad estable y sensible * que pueda acordar lo que quiere y está dispuesta a pagar. Una vez más, requiere mucho trabajo.

* (El uso de un chip Broadcom semicerrado en la Raspberry Pi ha atraído a un pequeño pero muy enojado grupo de reclamantes. Creo que ese tipo de cosas hace que las personas sensatas se salgan del tipo de proyecto que sería necesario hacer Diseño ASIC abierto. Se podría hacer un reemplazo por aproximadamente $ 5 millones y un año de trabajo, a menos que existan obstáculos de patentes catastróficos. Tendría que perder el hardware de decodificación de video con patente patentada y elaborar una licencia de conjunto de instrucciones de ARM.

La cadena de herramientas es mucho menos accesible para el hombre de la calle. Todos y sus tíos pueden obtener un compilador, una base de datos, ..., pero un osciloscopio, un generador de funciones, una fuente de banco, una biblioteca de partes y las habilidades ganadas con tanto esfuerzo para usarlos solo significan que habrá órdenes de magnitudes menos jugadores. En el juego de hardware abierto.

Estoy completamente de acuerdo con la evaluación de "orden de magnitud" de qué tan fácil y accesible es el software abierto en comparación con el hardware abierto. Se reduce a 'bits' en comparación con 'átomos'. El costo y los problemas asociados con el trabajo en un proyecto de software abierto son extremadamente bajos y todas las herramientas e infraestructura (Internet, github y su PC) lo tienen todo. ha sido pagado antes de comenzar su proyecto de software abierto, por lo que el costo incremental es su tiempo.

El hardware abierto requiere que obtengas los 'átomos' solo para comenzar con el proyecto y como se indicó en una publicación anterior:

• El uso del producto estándar de una compañía es su opción de menor costo ($ 5 para $ 100) *
• Implementar FPGA es un costo más alto ($ 20 a $ 2000)
• Su propio ASIC personalizado ($ 200,000 a $ 2,000,000)
• Su propia fábrica para hacer sus partes ($ 500,000,000 a $ 2B)

'* Estos costos incluyen los costos de desarrollo, así como los costos de chip

Ahora, el movimiento abierto de hardware de señal mixta no tiene el beneficio de una opción similar a FPGA mencionada anteriormente con costos de desarrollo y dispositivos más razonables.

Las compañías [sí, mi empresa es una de ellas] están trabajando para crear soluciones de señal mixta configurables que traigan un modelo de negocio similar a FPGA al diseño de chips de señal analógica y mixta. De alguna manera, el hardware abierto en un chip configurable de señal mixta se prestará para abrir proyectos de hardware más de lo que lo hacen los diseños a nivel de PCB.

Sí, estoy diciendo que el diseño de chip configurable podría ser más fácil que el diseño de PCB.

Un chip configurable contendría una IP probada de silicio que podría interconectarse con cambios de capa de máscara única mediante herramientas de diseño automatizadas similares a un flujo de configuración y ruta y lugar FPGA. Y, los diseños de señal mixta no se vuelven obsoletos tan rápido como los diseños digitales porque los circuitos analógicos no tienen por qué no perseguir los bajos diseños de Moore como los digitales.

Ser capaz de trabajar con un equipo distribuido en los contenidos de un chip configurable podría traer conceptos y beneficios de software abiertos al diseño de hardware abierto.

Nuestra premisa es que los siguientes atributos ayudarán a que el hardware abierto sea más popular:

• Hardware de chip de señal mixta configurable estandarizado
• Bloques de IP caracterizados y documentados
• Herramientas de diseño de alto nivel asequibles que resumen el chip totalmente personalizado detalles de diseño
• Compilación automatizada de diseños de alto nivel para dispositivos configurables
• Diseñar herramientas para compartir que admiten equipos distribuidos