Açık donanım neden bu kadar nadir? [kapalı]

Açık donanımın neden yazılımdan çok daha zor geldiğini anlamaya çalışıyorum. Çevreye bakmayı denedim ve tatmin edici bir açıklama bulamadım.

Donanımı tescilli tutmak için çok daha kolay ve mühendisliği tersine çevirmek için çok daha zor (imkansız) olduğunu biliyorum (IC'ler söz konusu olduğunda, PCB'ler hariç), ama neden bu açık donanım girişimlerini engelliyor?

Üretim maliyeti mi? Donanım tasarımı hakkında paylaşılan bilgi eksikliği mi? Karmaşıklık söz konusu mu?

FPGA'ların donanım tasarlamayı çok kolaylaştırmasıyla (kendileri de özel olsalar da), açık donanımın olduğundan daha hızlı bir şekilde çalışacağını umardım.

Sormak için yanlış yer burasıysa üzgünüm, ama bu beni yaklaşık bir yıldır şaşırtıyor ve Bilgisayar Mühendisliği yerine Bilgisayar Bilimi almayı diliyorum.

Herkes evde kaynak kodunu düzenleyebilir, çok az kişinin birkaç özel fişi nakletmek için bir fiş fabrikası vardır. Bayt oluşturmak ve dağıtmak için ücretsiz, malzemeler değildir.

Kaynak kodun taşınabilir olması sorunu da vardır ve CAD dosyaları vb. Taşınabilir olsa da, çok daha fazla ek yük ve hata ve kurulum maliyeti boşa harcanır.

3B baskı bazı sınırları aşar, belki de biraz çaba sarf etmek hem parça hem de PCB olmak üzere (çok eski) işleme teknolojisi için aynı şeyi yapabilir.

Eklemek üzere düzenlendi: soruyu tekrar okuduktan ve FPGA'larla ilgili sorunun amacını belki de şu an pek çok kişi için karanlık bir sanat eseri olduklarını ve çoğu insanın radarında olmadığını söyleyebilirim. Giriş engeli çaba, anlayış ve araçlar bakımından oldukça yüksektir.

Açık donanım, aslında gelmek zor değil. Sparkfun, Adafruit ve Arduino gibi şirketler şematik ve bellenimi halka açık hale getirir. Ayrıca, Açık Donanıma büyük ölçüde katkıda bulunan yapımcı topluluğunu da unutmayalım. Açık Kaynak Donanım Derneği de var (ama muhtemelen bunu zaten biliyordun!).

Açık kaynak kodlu yazılım açık donanımdan biraz daha belirgin gibi gözüküyor ama açık donanım çok açık - ve büyük. Sadece Instructables'ta 2 dakika geçirin ve göreceksiniz. Paylaşılan bilgi eksikliği kesinlikle bir sorun değil.

Bununla birlikte, muhtemelen pek çok serbest (özgürce olduğu gibi) verilog veya VHDL kodu görmeyeceksiniz ama oradalar. FPGA'lar yerine mikrodenetleyicilere benziyor açık bir donanım / üretici topluluğu.

İnsanların kendi tasarımlarını yapabilecekleri ve tescilli parçalara dayalı tasarımları yayınlamak yerine sıfırdan üretebilecekleri kelimenin tam anlamıyla açık donanım olmasıyla ilgili yorumlarda birkaç şeyi açıklığa kavuşturduğunuzu görüyorum.

Büyük ölçüde imalat maliyetleri ve karmaşıklığı ile ilgilidir. OpenRISC örneğinizi şu an için üç ana seçenek akla geldiğinde, bu maliyetler çok basketbol sahasıdır ancak milyonlarca değil yüzlerce ila binlerce birimde üretilenlerin göstergesidir:

• Bunun yerine tescilli ARM platformunu kullanın ve atmel veya 20+ diğer üreticiden cips satın alın. Maliyetler, parça başına 5 dolar, fişlerin iyi bir şekilde belgelendiğini ve kanıtlandığını ve kurulum maliyetlerinin / sağlama süresinin neredeyse sıfır olduğunu söylüyor. Çok fazla destek devresi gerektirmezler ve birçoğu ellerinde kolayca lehimlenebilen paketlerde veya ucuz prototip panolarda gelir.

• OpenRISC işlemcisini alın, çevre birimleri ekleyin ve bir FPGA'ya yükleyin. Kesinlikle ulaşılabilir bir "evde" / açık donanım projesi ve ayrıca kurulum masrafları da yoktur. Ancak, belirttiğiniz gibi FPGA hala tescillidir ve destek devresi dahil olmak üzere parça başına 20 $ 'a gelme olasılığı daha yüksektir, pek çok paketin lehimlenmesi çok daha zordur.

• OpenRISC işlemcisini alın, çevre birimleri ekleyin ve fab seçiminize göre ASIC elde edin, hatta kendi tesislerinizi bile satın alabilirsiniz. Mevcut bir fabrikada yapılan bir ASIC'in elde edilmesi yüzbinlerce tip markayla sonuçlanacak, kendi tesislerinizi üretmek için satın almak yüz milyonlarca olacaktı.

Hatırlanması gereken bir diğer şey de, FPGA'ların bazı tasarımlarda işleri kolaylaştırırken, gerçekten sadece dijital alanı kapladıklarıdır. Gerçek dünyadaki tasarımların çoğu, son işlevlerini yerine getirmek için bol miktarda analog destek devresi gerektirir, bu yüzden bir FPGA inandığınız kadar evrensel bir çözüm olmayabilir.

Özgür yazılımın "kopyaları yeniden dağıtma özgürlüğü" ve "değiştirme özgürlüğü" yönleri gerçekten de donanıma çevrilmez. Bir tahta kopyalama ve ilişkili iş ve maliyeti yoktur çok fazla bir ASIC kopyalama ile ilişkili (değiştirilmiş veya başka bir şekilde). Bu sadece yakın bir gelecekte ortalama bir kullanıcının ulaşabileceği bir yerde olmayacak.

Diğer bir faktör ise hızlı eskimedir. Açık UNIX yazılımlarından bazıları otuz yaşındadır; GCC yaklaşık 25 yaşındadır. Açık donanım, korkunç bir şekilde eski görünmeye başlamadan önce genellikle daha kısa bir süreye sahip olacaktır. Bu, özellikle insanların gerçekten açık olmak istedikleri her şey için geçerlidir: işlemciler, grafik donanımları, kablosuz arayüzler.

(Örneğin 555 veya LM741 için daha fazla zamansız olacak bir açık değiştirme olabilirdi, ama nokta ne olurdu? Şu ankilerden maddi olarak nasıl farklı olurdu?)

“Topluluk” donanım gelişimi için kesinlikle bir alan var ancak bu, ne istediği ve parasını ödemeye razı olduğu konusunda kararlı, mantıklı bir topluluğa sahip olmasına bağlı. Yine, çok fazla çalışma gerektirir.

* (Ahududu Pi'de yarı kapalı bir Broadcom çipinin kullanımı, küçük ama çok öfkeli bir şikayetçi grubunu çekti. Bence bu tür bir şey, Açık ASIC tasarımını yapmak için gerekli olan mantıklı insanları projeden uzaklaştırıyor. (Felaket niteliğindeki patent engelleri olmadıkça, yaklaşık 5 milyon dolarlık bir yıl ve bir yıl boyunca çalışma yapılabilir. Patent destekli video kod çözme donanımını kaybetmeniz ve ARM'den bir talimat seti lisansı almanız gerekir.)

Alet zinciri, sokaktaki adama daha az erişilebilir. Herkes ve amcaları bir compliler, veritabanı, ..., ancak bir osiloskop, fonksiyon üreteci, tezgah temini, bir parça kütüphanesi ve bunları kullanma zor kazanılmış beceriler kazanabilirler. Açık donanım oyunda.

Açık yazılımın açık donanıma karşı ne kadar kolay ve erişilebilir olduğuna dair "büyüklük sırası" değerlendirmesine tamamen katılıyorum. 'Atomlara karşı' bit'lere iniyor. Açık bir yazılım projesinde çalışmanın getirdiği maliyet ve sıkıntı son derece düşüktür ve açık yazılım projenize başlamadan önce araçlar ve altyapı (Internet, github ve PC) ödenmiştir, böylece artan maliyet sizin zamanınızdır.

Açık donanım, projeye başlamak için ve daha önce belirtilen bir yazı olarak belirtmek için 'atomları' almanızı gerektirir:

• Bir şirketin standart ürününü kullanmak en düşük maliyet seçeneğinizdir (5 - 100 ABD Doları) *
• FPGA uygulaması daha yüksek maliyetlidir (20 ila 2000 ABD Doları)
• Kendi özel ASIC'iniz (200.000 - 2.000.000 ABD Doları)
• Parçalarını yapmak için kendi fab'iniz (500.000.000 - 2B $ arası)

'* Bu maliyetler, geliştirme maliyetlerinin yanı sıra çip maliyetlerini de içeriyor

Şimdi, açık karışık sinyal donanım hareketi, daha makul geliştirme maliyetleri ve cihaz maliyetleri ile yukarıda belirtilen FPGA benzeri bir seçeneğin avantajına sahip değildir.

Şirketler [evet, şirketim bunlardan biri], FPGA benzeri bir iş modelini analog ve karışık sinyal çip tasarımına getirecek şekilde yapılandırılabilir karışık sinyal çözümleri üretmek için çalışıyor. Bazı yerlerde, yapılandırılabilir bir karışık sinyal çipindeki açık donanım, bugün PCB seviyesindeki tasarımlardan daha fazla donanım projesi açmak için kendisini ödünç verecektir.

Evet, yapılandırılabilir çip tasarımının PCB tasarımından daha kolay olabileceğini söylüyorum.

Yapılandırılabilir bir çip, FPGA yer ve rota ve konfigürasyon akışına benzer otomatik tasarım araçlarıyla tekli maske katmanı değişiklikleriyle birbirine bağlanabilen silikon kanıtlanmış bir IP içerir. Analog devreler yapmak için de, karışık sinyal tasarımları dijital tasarımlar kadar hızlı eskimiş gitmez değil dijital tasarımlar gibi Moore'un düşük kovalamak gerekiyor.

Yapılandırılabilir bir yonganın içeriği konusunda dağıtılmış bir ekiple çalışabilmek, açık yazılım konseptlerini ve donanım tasarımını açıklamak için akla yatkın gelebilir.

Önceliğimiz, aşağıdaki özelliklerin açık donanımı daha popüler hale getirmeye yardımcı olacağıdır:

• Standart yapılandırılmış karışık sinyal çip donanımı
• Karakterize edilmiş ve belgelenmiş IP blokları
• Tam özel talaş tasarımı ayrıntılarını özetleyen uygun fiyatlı üst düzey tasarım araçları
• Yapılandırılabilir cihazlara otomatik olarak üst düzey tasarımların derlenmesi
• Dağıtılmış ekipleri destekleyen tasarım paylaşım araçları