¿Por qué es tan raro el hardware abierto?

Question

Estoy tratando de entender por qué el hardware abierto es mucho más difícil de conseguir que el software. He intentado buscar en Internet y no he encontrado una explicación satisfactoria.

Entiendo que el hardware es mucho más fácil de mantener en propiedad y mucho más difícil (imposible) de revertir (en el caso de los circuitos integrados, no de las placas de circuito impreso), pero ¿por qué iba eso a frenar las iniciativas de hardware abierto?

¿Es por el coste de fabricación? ¿Es la falta de conocimiento compartido sobre el diseño de hardware? ¿Es la complejidad que conlleva?

Con la llegada de las FPGAs, que facilitan el diseño de hardware (aunque también son propietarias), esperaría que el hardware abierto despegara a un ritmo mucho más rápido de lo que lo ha hecho.

Lo siento si este no es el lugar adecuado para preguntar, pero esto me tiene perplejo desde hace un año y me ha hecho desear haber cursado Informática en lugar de Ingeniería Informática.

Answer 1

Todo el mundo puede editar el código fuente en casa, pero muy poca gente tiene una planta de fabricación de chips para hacer un par de chips a medida. Los bytes son libres de crear y distribuir, los materiales no.

También existe el problema de que el código fuente es portátil, y aunque los archivos CAD, etc., son más o menos portátiles, hay muchos más gastos generales, errores y costes de instalación que se pierden.

La impresión 3D traspasa algunos límites, quizás un poco de esfuerzo podría hacer lo mismo con la tecnología (mucho más antigua) del mecanizado, tanto de piezas como de placas de circuito impreso.

Editado para añadir: releyendo la pregunta, y quizás la intento de la pregunta relativa a las FPGA, diría que actualmente siguen siendo un arte un poco oscuro para muchos, y que no están en el radar de la mayoría de la gente. La barrera de entrada es bastante alta, en términos de esfuerzo, comprensión y herramientas.

Answer 2

Los aspectos de "libertad para redistribuir copias" y "libertad para modificar" del software libre no se traducen bien en el hardware. Hay un trabajo y un coste asociados a la copia de una placa, y mucho más asociados a la copia de un ASIC (modificado o no). Simplemente no va a estar al alcance del usuario medio en un futuro previsible.

Otro factor es la rápida obsolescencia. Parte del software abierto de UNIX tiene treinta años; GCC tiene unos 25 años. El hardware abierto generalmente tendrá un tiempo más corto antes de empezar a parecer horriblemente obsoleto. Esto es especialmente cierto para todas las cosas que la gente realmente quiere que sean abiertas: procesadores, hardware de gráficos, interfaces inalámbricas.

(Podría tener un sustituto abierto para, por ejemplo, el 555 o el LM741, que sería más intemporal, pero ¿qué sentido tendría? ¿En qué se diferenciaría materialmente de los actuales?)

Sin duda hay margen para el desarrollo de hardware "comunitario", pero eso depende de que haya una comunidad estable y sensata* que se ponga de acuerdo sobre lo que quiere y esté dispuesta a pagar. De nuevo, requiere mucho trabajo.

*(El uso de un chip Broadcom semicerrado en la Raspberry Pi ha atraído a un pequeño pero muy ruidoso grupo de denunciantes. Creo que ese tipo de cosas aleja a la gente sensata del tipo de proyecto que sería necesario para hacer un diseño ASIC abierto. Se podría hacer un reemplazo por unos 5 millones de dólares y un año de trabajo, a menos que haya obstáculos catastróficos con las patentes. Habría que perder el hardware de decodificación de vídeo, que está cargado de patentes, y conseguir una licencia del conjunto de instrucciones de ARM).

Answer 3

La cadena de herramientas es mucho menos accesible para el hombre de la calle. Todo el mundo y sus tíos pueden conseguir un compilador, una base de datos, ..., pero un osciloscopio, un generador de funciones, una fuente de alimentación de banco, una biblioteca de piezas, y las habilidades ganadas con esfuerzo para usarlas sólo significan que habrá órdenes de magnitudes menos jugadores en el juego del hardware abierto.

Answer 4

Estoy completamente de acuerdo con la valoración del "orden de magnitud" de lo fácil y accesible que es el software abierto frente al hardware abierto. Se reduce a "bits" frente a "átomos". El coste y los problemas asociados a trabajar en un proyecto de software abierto son extremadamente bajos y las herramientas y la infraestructura (Internet, github y tu PC) se han pagado antes de empezar tu proyecto de software abierto, así que el coste incremental es tu tiempo.

El hardware abierto requiere que se obtengan los "átomos" sólo para empezar el proyecto y como se dijo en un post anterior:

• Utilizar el producto estándar de una empresa es su opción más económica ( $5 to $ 100)*
• La implementación de la FPGA es más costosa ( $20 to $ 2000)
• Su propio ASIC personalizado ( $200,000 to $ 2,000,000)
• Su propia fábrica para hacer sus piezas ( $500,000,000 to $ 2B)

'* Estos costes incluyen los costes de desarrollo, así como los costes de las virutas

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

Las empresas [sí, mi empresa es una de ellas] están trabajando para crear soluciones de señal mixta configurables que aporten un modelo de negocio similar al de las FPGA al diseño de chips analógicos y de señal mixta. En cierto modo, el hardware abierto en un chip de señal mixta configurable se prestará a proyectos de hardware abierto más que los diseños a nivel de PCB en la actualidad.

Sí, estoy diciendo que el diseño de chips configurables podría ser más fácil que el diseño de placas de circuito impreso.

Un chip configurable contendría IP probadas en silicio que podrían interconectarse con cambios de capa de una sola máscara mediante herramientas de diseño automatizadas similares a un flujo de configuración y colocación de FPGA. Además, los diseños de señal mixta no se quedan obsoletos tan rápidamente como los digitales porque los circuitos analógicos no necesidad de perseguir la baja de Moore como los diseños digitales.

La posibilidad de trabajar con un equipo distribuido en el contenido de un chip configurable podría aportar conceptos y ventajas de software abierto al diseño de hardware abierto.

Nuestra premisa es que los siguientes atributos ayudarán a popularizar el hardware abierto:

• Hardware de chip de señal mixta configurable estandarizado
• Bloques IP caracterizados y documentados
• Herramientas de diseño de alto nivel asequibles que abstraen un chip completamente personalizado detalles de diseño de chips personalizados
• Compilación automatizada de diseños de alto nivel en dispositivos configurables
• Diseñar herramientas para compartir que apoyen a los equipos distribuidos