Hardware Freedom Day

mehanik → Мероприятия 5 апреля 2013, 00:12

Организация Digital Freedom Foundation, занимающаяся координацией таких международных событий, как День свободы ПО (Software Freedom Day) и День свободы культуры (Culture Freedom Day), анонсирует новое мероприятие — День свободы аппаратного обеспечения (Hardware Freedom Day, HFD).

UPD: в 2014 году HFD назначен на 15 марта.

Если коротко, то Open source hardware (открытое аппаратное обеспечение) — это попытка перенести идеи, лежащие в основе философии свободного программного обеспечения на процесс разработки реальных устройств. Это один из элементов открытой культуры, основная идея которой заключается в том, что знания должны быть доступны для всех и распространяться без ограничений.

Сразу хочу пояснить, что когда говорят о «свободе» программного или аппаратного обеспечения, это не означает, что технические разработки сами по себе наделяются какой бы то ни было свободой. Этот речевой оборот используется для обозначения ряда прав, которые получают пользователи и разработчики таких продуктов.

Open source — это философия, ключевым элементом которой является свободное распространение и беспрепятственный доступ к различным разработкам, включая доступ к их проектной документации и исходному коду. Сферы, в которых может применяться философия Open source не ограничивается программным обеспечением: известно достаточно примеров, когда схожие принципы и подходы к процессу разработки использовались при создании аппаратного обеспечения, музыкальных произведений, книг, мультфильмов и даже фармацевтических средств.

На примере успешных проектов из индустрии программного обеспечения показано, как свободно распространяемые продукты могут быть успешными и приносить прибыль своим разработчикам (GNU/Linux, Mozilla Firefox, Google Android и другие). Таким образом, выпуск продукта под открытой лицензией зачастую обусловлен не столько идеологией, сколько прагматичным расчётом. Применение открытых технологий имеет свои плюсы и с точки зрения потребителя. Кроме очевидной финансовой привлекательности, использование свободных продуктов может быть выгодно по следующим причинам:

Отсутствие недокументированных возможностей (или, по крайней мере, возможность их обнаружения).
Независимость от конкретных поставщиков и производителей.
Возможность модификации и адаптации под собственные нужды.
Открытость для изучения: открытое программное и аппаратное обеспечение отлично подходит для применения в образовании: оно не налагает искусственных ограничений на доступ к исходному коду и конструкторской документации, не препятствует изучению внутреннего устройства и механизмов работы продукта.
При создании новых проектов нет необходимости «изобретать велосипед»: можно пользоваться чужими наработками, заимствовать идеи и конструкторские решения из других свободных проектов.
С точки зрения автора, выпуск продукта под открытой лицензией — это возможность привлечь дополнительное внимание к своей разработке, в том числе — получить помощь от сообщества разработчиков и привлечь тестировщиков.

История Open Source Hardware

Свободный обмен конструкторской документацией возник задолго до появления компьютеров, на заре истории (сюда, например, можно отнести обмен кулинарными рецептами), и существовал на протяжении всего периода развития человечества. Приближаясь к истокам современного движения Open Source Hardware, можно отметить, что радиолюбительские разработки практически всегда распространялись в виде чертежей, схем и инструкций по сборке без каких бы то ни было ограничений. Первый коммерческий персональный компьютер (Altair 8800) распространялся в виде наборов и схем для сборки. В России радиолюбительство всегда пользовалось популярностью. Определённую роль в этом играло и то, что большая часть бытовой аппаратуры, произведённой в СССР, сопровождалась чертежами печатной платы и принципиальной электрической схемой, что делало эти устройства схожими с современным открытым аппаратным обеспечением.

По области применения существующее в настоящее время открытое аппаратное обеспечение можно довольно чётко разделить на две категории. К первой можно отнести проекты, разрабатываемые энтузиастами, радиолюбителями и самодельщиками в качестве хобби — типичные проекты этой группы: Arduino и различные устройства на его основе, 3D-принтеры, любительские роботы и авиамодели. Вторая группа — серьёзные коммерческие проекты (из известных мне, к этой категории можно отнести проект OpenBTS, цель которого — разработка открытой базовой станции GSM, а также многочисленные проекты свободных IP-ядер, часть из которых собрана и развивается под эгидой проекта OpenCores).

Проект OpenCores заслуживает того, чтобы сказать о нём отдельно. За последнее два десятилетия маршрут, по которому идёт процесс разработки электроники, претерпел существенные изменения: процесс создания устройств всё больше походит на процесс разработки ПО (и обычно включает его в качестве подзадачи). Например, даже довольно простые устройства сегодня содержат микроконтроллер, алгоритм работы которого определяется в процессе программирование. Практически все цифровые микросхемы сегодня разрабатываются с использованием языков описания аппаратуры (Hardware Description Language, HDL, к примеру — VHDL, Verolog и др.), а получившие за последние десятилетия широкое распространения ПЛИС позволили существенно снизить затраты и порог вхождения в этой области. Проект OpenCores является коллекцией свободно распространяемых IP-ядер (от Intellectual Property — интеллектуальная собственность; IP-ядра — это специальные блоки, написанные обычно на HDL, и описывающие определённый функциональный модуль устройства. В дальнейшем из них могут быть составлены комплексные устройства, системы на кристалле и т.п.). Модули проекта OpenCores используются рядом производителей электроники в своих коммерческих продуктах (из крупных можно назвать Samsung).

Даже нацеленное на любительскую аудиторию открытое аппаратное обеспечение может приносить прибыль. К примеру, разработчице электроники, популяризатору Arduino и автору большого количества статей по схемотехнике для начинающих, известной в интернете под именем Lady Ada, за прошедший год удалось продать совместимых с Arduino гаджетов на сумму $10 млн. Журнал «Entrepreneur Magazine» в декабре прошлого года назвал Lady Ada предпринимателем года.

Вот небольшой список известных Open Source Hardware проектов:

RepRap — открытый самокопирующийся 3D-принтер
Arduino — открытая вычислительная платформа для прототипирования

OpenSPARC — проект, наработки которого использовались при создании многоядерных процессоров UltraSPARC T1 и UltraSPARC T2 (Sun Microsystems);
OpenCores — организация, прддерживающая сообщество проектировщиков, и собирающая в одном месте коллекцию открытых IP-ядер процессоров, периферии и других устройств.
OpenRISC — группа разработчиков, работающая над созданием высокоскоростного RISC-процессора;
OpenMoko — проект по созданию открытого GSM смартфона.
Марсоход — отладочная плата на базе ПЛИС от Altera.
Open Hardware Repository — площадка для Open Source Hardware проектов, запущенная CERN (Европейским центром ядерных исследований).

Из российских проектов можно отметить ScratchDuino — робо-платформу на базе Arduino, программируемую из среды Scratch. Проект был хорошо встречен и стал одним из 30 лауреатов, получивших грант Google RISE Award 2013 (Грант будет использован для разработки англоязычной версии продукта и для его продвижения за пределами России в мировое образовательное сообщество).

Hardware Freedom Day

Координацией HFD занимается Digital Freedom Foundation. Эта организация известна как оргиназатор Дня свободы ПО. День свободы аппаратного обеспечения проходит под их эгидой впервые.

По сути, Digital Freedom Foundation не накладывает практически никаких ограничений на формат проведения мероприятия. Они только назначают дату и требуют соблюдения ряда простых правил:

Быть позитивными, представляя open hardware.
Быть тактичными и вежливыми.
Поощрять совместную работу, консультировать других.
Не действоать деструктивно и не нарушать закон.

Было бы здорово затронуть на Hardware Freedom Day следующие темы:

Arduino (например, в форме мастер-класса для школьников);
свободные EDA: gEDA, kicad;
свободные CAD;
3D принтеры;
OpenCores, SoC на базе OpenRisc1000;
свободные средства разработки для МК (AVR, STM32, STM8 и др.): компиляторы, программаторы и т.п.;
свободные реализации языков описания аппаратуры, например ghdl, Icarus Verilog.
Философия Open Source. Свободное аппаратное обеспечение в постиндустриальном обществе.

В конце концов, можно просто собраться и пообщаться с единомышленниками, показать и обсудить свои разработки.

Надеюсь, мне удалось привлечь ваше внивание к Open Source Hardware. Рассчитываю также, что эта статья вдохновит вас на проведение Hardware Freedom Day в своём городе.

Здесь можно найти карту с зарегистрированными на данный момент мероприятиями.

В России HFD пройдёт в следующих городах:

Организаторы с радостью готовы выслушать ваши предложения, не стесняйтесь обращаться с вопросами и пожеланиями.

Кроме этого, два мероприятия заявлены в Эстонии: