Hårdvara med öppen källkod -
Open-source hardware

Från Wikipedia, den fria encyklopedin
Logotypen "öppen källkodsmaskinvara" föreslagen av OSHWA , en av de viktigaste definierande organisationerna
Den RepRap Mendel allmänt ändamål 3D-skrivare med möjlighet att göra kopior av de flesta av sina egna konstruktionsdelar

Öppen källkodsmaskinvara ( OSH ) består av fysiska artefakter av teknik som designats och erbjuds av rörelsen med öppen design . Både gratis och öppen källkod (FOSS) och öppen källkod hårdvara skapas av denna öppen källkultur rörelse och tillämpar ett liknande koncept på en mängd olika komponenter. Ibland kallas det därför FOSH (gratis och öppen källkodshårdvara). Uttrycket betyder vanligtvis att information om hårdvaran lätt kan urskiljas så att andra kan göra det - koppla den nära skaparens rörelse . Hårdvarudesign (dvs. mekaniska ritningar, scheman , materialräkningar , PCB -layoutdata, HDL -källkod och integrerade kretslayoutdata), utöver programvaran som driver hårdvaran, släpps alla under gratis/ fri -villkor. Den ursprungliga delaren får feedback och potentiellt förbättringar av designen från FOSH -gemenskapen. Det finns nu betydande bevis för att sådan delning kan driva en hög avkastning på investeringarna för det vetenskapliga samfundet.

Det räcker inte att bara använda en öppen källkodslicens ; en öppen källkodsprodukt eller ett projekt kommer att följa principerna för öppen källkod, till exempel modulär design och samhällssamarbete.

Sedan uppkomsten av omkonfigurerbara programmerbara logiska enheter har delning av logiska mönster varit en form av hårdvara med öppen källkod. I stället för schemat delas kod för hårdvarubeskrivningsspråk (HDL). HDL-beskrivningar används vanligtvis för att konfigurera system-on-a-chip- system antingen i fältprogrammerbara grindmatriser (FPGA) eller direkt i applikationsspecifika integrerade kretsar (ASIC). HDL -moduler, när de distribueras, kallas halvledarintellektuella kärnor , även kända som IP -kärnor.

Hårdvara med öppen källkod hjälper också till att lindra frågan om proprietära enhetsdrivrutiner för gratis och öppen källkod , men det är inte en förutsättning för det och bör inte förväxlas med begreppet öppen dokumentation för egen hårdvara, vilket redan är tillräckligt för att skriva FLOSS -enhetsdrivrutiner och kompletta operativsystem. Skillnaden mellan de två begreppen är att OSH innehåller både instruktionerna om hur man kopierar själva hårdvaran såväl som informationen om kommunikationsprotokoll som programvaran (vanligtvis i form av enhetsdrivrutiner ) måste använda för att kunna kommunicera med hårdvaran ( kallas ofta registerdokumentation eller öppen dokumentation för hårdvara), medan öppen källkodsvänlig egenutvecklad hårdvara endast skulle inkludera den senare utan att inkludera den förra.

Historia

openhardware.org -logotyp (2013)
OSHWA -logotyp

De första hårdvarufokuserade " open source " -aktiviteterna startades omkring 1997 av Bruce Perens , skapare av Open Source Definition , medgrundare av Open Source Initiative och en skinkradiooperatör . Han lanserade programmet Open Hardware Certification, som hade som mål att låta hårdvarutillverkare självcertifiera sina produkter som öppna.

Kort efter lanseringen av Open Hardware Certification Program tillkännagav David Freeman Open Hardware Specification Project (OHSpec), ytterligare ett försök att licensiera hårdvarukomponenter vars gränssnitt är tillgängliga offentligt och att skapa en helt ny datorplattform som ett alternativ till egna datorsystem. I början av 1999 gick Sepehr Kiani, Ryan Vallance och Samir Nayfeh samman med ansträngningarna att tillämpa öppen källfilosofi på maskindesignapplikationer. Tillsammans grundade de Open Design Foundation (ODF) som ett ideellt företag och gav sig ut för att utveckla en Open Design Definition. De flesta av dessa aktiviteter bleknade dock efter några år.

En "Free Hardware" -organisation, känd som FreeIO, startades i slutet av 1990 -talet av Diehl Martin, som också lanserade en FreeIO -webbplats i början av 2000. I början till mitten av 2000 -talet var FreeIO ett fokus för gratis/öppna hårdvarudesigner som släpptes under den GNU General Public License . FreeIO -projektet förespråkade begreppet fri hårdvara och föreslog fyra friheter som sådan hårdvara tillhandahöll användare, baserat på liknande friheter som tillhandahålls av gratis programvarulicenser. Designen fick en ökänd berömmelse på grund av Martins namnordning där varje gratis hårdvaruprojekt fick namnet på en frukostmat som Donut, Flapjack, Toast, etc. Martins projekt lockade en mängd olika hårdvaru- och mjukvaruutvecklare samt andra volontärer. Utvecklingen av nya öppna hårdvarudesigner på FreeIO slutade 2007 när Martin dog i bukspottskörtelcancer men de befintliga designerna finns tillgängliga från organisationens webbplats.

I mitten av 2000-talet blev hårdvara med öppen källkod igen ett knutpunkt för aktivitet på grund av uppkomsten av flera stora hårdvaruprojekt och företag med öppen källkod, till exempel OpenCores , RepRap ( 3D-utskrift ), Arduino , Adafruit och SparkFun . År 2007 återaktiverade Perens webbplatsen openhardware.org.

Efter Open Graphics Project , ett försök att designa, implementera och tillverka ett gratis och öppet 3D -grafikkretsuppsättning och referensgrafikkort, föreslog Timothy Miller att man skulle skapa en organisation för att värna om Open Graphics Projects intressen. Således grundade Patrick McNamara 2007 Open Hardware Foundation (OHF).

Den Tucson Amateur Packet Radio Corporation (TAPR), som grundades 1982 som en ideell organisation radioamatörer med målen att stödja FoU-insatser inom området amatör digital kommunikation, skapades 2007 den första öppna hårdvarutillstånd, TAPR Open Hårdvarulicens . Den OSI president Eric S. Raymond uttryckte vissa farhågor om vissa aspekter av OHL och beslutade att inte granska licensen.

Runt 2010 inom ramen för projektet Freedom Defined skapades Open Hardware Definition som ett samarbetsarbete av många och accepteras från och med 2016 av dussintals organisationer och företag.

I juli 2011 släppte CERN ( European Organization for Nuclear Research ) en hårdvarulicens med öppen källkod, CERN OHL . Javier Serrano, ingenjör vid CERN's Beams Department och grundare av Open Hardware Repository, förklarade: "Genom att dela mönster öppet förväntar sig CERN att förbättra designkvaliteten genom peer review och garantera sina användare - inklusive kommersiella företag - friheten att studera, modifiera och tillverka dem, vilket leder till bättre hårdvara och mindre dubbelarbete ". Medan den ursprungligen utformades för att ta itu med CERN-specifika problem, som att spåra effekterna av organisationens forskning, kan den i sin nuvarande form användas av alla som utvecklar hårdvara med öppen källkod.

Efter 2011 Open Hardware Summit och efter heta debatter om licenser och vad som är hårdvara med öppen källkod övergav Bruce Perens OSHW-definitionen och de samordnade insatserna från de som är involverade i den. Openhardware.org, med Bruce Perens i spetsen, marknadsför och identifierar metoder som uppfyller alla de kombinerade kraven i Open Source Hardware Definition, Open Source Definition och Four Freedoms of the Free Software Foundation Sedan 2014 är openhardware.org inte online och verkar att ha upphört med verksamheten.

Den öppen hårdvara Association (OSHWA) vid oshwa.org fungerar som navet i öppen hårdvara aktiviteten hos alla genrer, samtidigt samarbeta med andra enheter såsom TAPR, CERN och OSI. OSHWA inrättades som en organisation i juni 2012 i Delaware och ansökte om skattefrihetsstatus i juli 2013. Efter några debatter om varumärkesinblandning i OSI, under 2012 undertecknade OSHWA och OSI ett samexistensavtal.

FSF: s Replicant -projekt föreslog 2016 en alternativ "fri hårdvara" -definition, härledd från FSF: s fyra friheter .

Former för hårdvara med öppen källkod

Termen hårdvara i öppen källkodsmaskinvara har historiskt använts i motsats till termen mjukvara för öppen källkod. Det vill säga att hänvisa till den elektroniska hårdvaran som programvaran körs på (se föregående avsnitt). Men eftersom fler och fler icke-elektroniska hårdvaruprodukter görs öppen källkod (till exempel WikiHouse , OpenBeam eller Hovalin) tenderar detta begrepp att användas tillbaka i sin bredare mening av "fysisk produkt". Fältet hårdvara med öppen källkod har visat sig gå utöver elektronisk hårdvara och täcka ett större utbud av produktkategorier som verktygsmaskiner, fordon och medicinsk utrustning. I den meningen avser hårdvara alla former av konkreta produkter, vare sig det är elektronisk hårdvara, mekanisk hårdvara, textil eller till och med byggvaror. Open Source Hardware (OSHW) Definition 1.0 definierar hårdvara som "påtagliga artefakter - maskiner, enheter eller andra fysiska saker".

Datorer

På grund av en blandning av integritet, säkerhet och miljöhänsyn har ett antal projekt startats som syftar till att leverera en mängd olika datorer med öppen källkod. Exempel inkluderar EOMA68 ( SBC i en PCMCIA -formfaktor, avsedd att anslutas till en bärbar dator eller ett stationärt chassi), Novena (bara moderkort med valfritt bärbart chassi) och GnuBee (serie nätverksanslutna lagringsenheter).

Flera retrocomputerande hobbygrupper har skapat många rekreationer eller anpassningar av de tidiga hemdatorerna på 1970- och 80-talen, varav några inkluderar förbättrad funktionalitet och modernare komponenter (t.ex. ytmonterade IC: er och SD- kortläsare). Vissa amatörer har också utvecklat tilläggskort (till exempel enhetskontroller, minneutvidgning och ljudkort) för att förbättra funktionaliteten hos äldre datorer. Miniatyriserade rekreationer av vintagedatorer har också skapats.

Elektronik

Elektronik är en av de mest populära typerna av hårdvara med öppen källkod. Det finns många företag som tillhandahåller stora varianter av öppen källkodselektronik som Sparkfun , Adafruit och Seeed. Dessutom finns det operatörer och företag som tillhandahåller en specifik elektronisk komponent med öppen källkod, till exempel Arduino- elektronikplattformen. Det finns många exempel på special-elektronik med öppen källkod, till exempel låg kostnadsspänning och aktuell GMAW 3D-skrivarmonitor med öppen källkod och en robotstyrd plattform för masspektrometriassay . Elektronik med öppen källkod hittar olika användningsområden, inklusive automatisering av kemiska förfaranden.

Mecha (tro) nics

.

Övrig

Exempel på hårdvaruprodukter med öppen källkod finns också i mindre utsträckning inom konstruktion ( Wikihouse ), textil ( Kit Zéro Kilomètres ) och skjutvapen ( 3D-tryckt skjutvapen , Defense Distributed ).

Licenser

I stället för att skapa en ny licens använder vissa hårdvaruprojekt med öppen källkod befintliga, fria och öppna källkodslicenser . Dessa licenser överensstämmer kanske inte väl med patenträtten .

Senare föreslogs flera nya licenser, avsedda att ta itu med specifika problem med hårdvarudesign. I dessa licenser har många av de grundläggande principerna som uttrycks i licenser för öppen källkod (OSS) "portats" till sina hårdvaruprojekt. Nya hårdvarulicenser förklaras ofta som "hårdvaruekvivalenten" för en välkänd OSS-licens, till exempel GPL- , LGPL- eller BSD-licensen .

Trots ytliga likheter med programvarulicenser är de flesta hårdvarulicenser fundamentalt annorlunda: till sin natur är de vanligtvis mer beroende av patenträtt än upphovsrättslagar , eftersom många hårdvarudesigner inte är upphovsrättsskyddade. Medan en upphovsrättslicens kan styra distributionen av källkoden eller designdokumenten, kan en patentlicens styra användningen och tillverkningen av den fysiska anordningen som är byggd av designdokumenten. Denna skillnad nämns uttryckligen i ingressen till TAPR Open Hardware License :

"... de som gynnas av en OHL -design får inte väcka talan som hävdar att design kränker deras patent eller annan immateriell egendom."

-  TAPR Open Hardware License

Anmärkningsvärda licenser inkluderar:

Den öppen hårdvara Association rekommenderar sju licenser som följer sin definition öppen hårdvara . Från den allmänna copyleft licensierar GNU General Public License (GPL) och Creative Commons Attribution-Sharealike licens från hårdvaran specifika Copyleft licensierar CERN Open Hardware License (OHL) och TAPR Open Hardware License (OHL) och från tillåtande licenser för FreeBSD -licens , MIT -licens och Creative Commons Attribution -licens. Openhardware.org rekommenderade 2012 TAPR Open Hardware License, Creative Commons BY-SA 3.0 och GPL 3.0 licens.

skrev sin egen licens.

Utveckling

OSHW -logotypen (öppen källkodsmaskinvara) silkscreent på ett obefolkat kretskort

Adjektivet "öppen källkod" avser inte bara en viss uppsättning friheter som gäller för en produkt, utan förutsätter också generellt att produkten är föremålet eller resultatet av en "process som bygger på geografiskt spridda utvecklares bidrag via Internet . " I praktiken kan emellertid produkterna inom både områden med öppen källkod och öppen källkod vara antingen resultatet av en utvecklingsprocess som utförs av ett slutet team i en privat miljö eller av en gemenskap i en offentlig miljö, det första fallet är oftare än den andra vilket är mer utmanande. Att upprätta en samhällsbaserad produktutvecklingsprocess står inför flera utmaningar som: att hitta lämpliga verktyg för produktdatahantering, dokumentera inte bara produkten utan även själva utvecklingsprocessen, acceptera att förlora allestädes närvarande kontroll över projektet, säkerställa kontinuitet i ett sammanhang med skiftande deltagande av frivilliga projektmedlemmar, bland andra.

Den Arduino Diecimila, en annan populär och tidig öppen hårdvara design.

En av de stora skillnaderna mellan att utveckla programvara med öppen källkod och att utveckla hårdvara med öppen källkod är att hårdvaran resulterar i konkreta utdata, vilket kostar pengar att prototypa och tillverka. Som ett resultat skiljer frasen "fri som i tal, inte som i öl", mer formellt känd som Gratis kontra Libre , mellan idén om noll kostnad och friheten att använda och ändra information. Medan hårdvara med öppen källkod står inför utmaningar när det gäller att minimera kostnader och minska finansiella risker för enskilda projektutvecklare, har vissa samhällsmedlemmar föreslagit modeller för att möta dessa behov. Med tanke på detta finns det initiativ för att utveckla hållbara samhällsfinansieringsmekanismer, till exempel Open Source Hardware Central Bank .

Omfattande diskussioner har ägt rum om hur man gör öppen källkod så tillgänglig som öppen källkod . Att tillhandahålla tydlig och detaljerad produktdokumentation är en väsentlig faktor som underlättar produktreplikation och samarbete i hårdvaruutvecklingsprojekt. Praktiska guider har utvecklats för att hjälpa utövare att göra det. Ett annat alternativ är att designa produkter så att de är lätta att replikera, vilket exemplifieras i konceptet med lämplig teknik med öppen källkod .

Processen att utveckla hårdvara med öppen källkod i en gemenskapsbaserad miljö kallas alternativt öppen design , öppen källkodsutveckling eller öppen källkodsproduktutveckling . Alla dessa termer är exempel på öppen källkodsmodell som är tillämplig för utveckling av alla produkter, inklusive programvara, hårdvara, kultur och utbildning. Se här för en beskrivning av dessa villkor.

En viktig bidragsgivare till produktionen av hårdvaruprodukter med öppen källkod är det vetenskapliga samfundet. Det har gjorts ett stort arbete för att producera hårdvara med öppen källkod för vetenskaplig hårdvara med hjälp av en kombination av öppen källkodselektronik och 3D-utskrift . Andra källor till hårdvaruproduktion med öppen källkod är leverantörer av chips och andra elektroniska komponenter som sponsrar tävlingar under förutsättning att deltagarna och vinnarna måste dela sina mönster. Circuit Cellar -tidningen anordnar några av dessa tävlingar.

Labs med öppen källkod

En guide har publicerats ( Open-Source Lab (bok) av Joshua Pearce ) om användning av öppen källkodselektronik och 3D-utskrift för att göra öppen källkodslaboratorier . Idag skapar forskare många sådana laboratorier. Exempel inkluderar:

Affärsmodeller

Öppna hårdvaruföretag experimenterar med affärsmodeller. Till exempel implementerar littleBits affärsmodeller med öppen källkod genom att göra kretsdesignerna tillgängliga i varje littleBits-modul, i enlighet med CERN Open Hardware License Version 1.2. Ett annat exempel är Arduino , som registrerade sitt namn som ett varumärke ; andra kan tillverka produkter från Arduino -design men kan inte kalla produkterna för Arduino -produkter. Det finns många tillämpliga affärsmodeller för att implementera hårdvara med öppen källkod även i traditionella företag. Till exempel, för att påskynda utveckling och teknisk innovation, har solcellsindustrin experimenterat med partnerskap, franchiser, sekundära leverantörer och helt öppna källkodsmodeller.

Nyligen finansierades många open-source hårdvaruprojekt via crowdfundingIndiegogo eller Kickstarter . Särskilt populärt är Crowd Supply för crowdfunding -öppna hårdvaruprojekt.

Mottagning och påverkan

Richard Stallman , grundaren av den fria mjukvarurörelsen , var 1999 skeptisk till idén och relevansen av fri hårdvara (hans terminologi för vad som nu kallas öppen källkod). I en artikel från Wired Magazine från 2015 ändrade han denna inställning; han erkände vikten av fri hårdvara, han såg fortfarande ingen etisk parallell med fri programvara. Stallman föredrar också termen fri hårdvarudesign framför öppen källkodshårdvara , en begäran som överensstämmer med hans tidigare avslag på termen öppen källkod (se även Alternativa termer för fri programvara ).

. Det har presenterat många exempel på tillämpningar av hårdvara med öppen källkod för vetenskapliga ändamål.

Se även

Referenser

Vidare läsning

  • Building Open Source Hardware: DIY Manufacturing for Hackers and Makers av Alicia Gibb, Addison Wesley, 7 december 2014, ISBN  0321906047
  • Open Source Hardware A Complete Guide av Gerardus Blokdyk, 5STARCooks, 15 mars 2021, ISBN  1867321645
  • Open Source Hardware Technology Pocketbok av Fouad Soliman, Sanaa A. Kamh, Karima A. Mahmoud, Utgivare: Lap Lambert Academic Publishing, 24 mars 2020, ISBN  6202516399
  • Open Source Lab: How to Build Your Own Hardware and Reduce Research Costs av Joshua M. Pearce, Elsevier, 17 december 2013, ISBN  0124104622

Förråd