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開放性硬體趨勢能否蔓延至晶片領域?

上網時間: 2014年05月19日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:開放性  硬體  處理器  工具套件  Windell H. Oskay 

在位於美國矽谷的小辦公室裡, Windell H. Oskay 夢想著有一天開放式處理器或SoC將點燃創新的熊熊烈火。

Oskay目前擔任開放性硬體協會(Open Source Hardware Association,OSHWA)的副主席,該協會是一個在2012年成立的非營利教育組織:「在開放性硬體的世界裡,我最感到興奮的就是開放性處理器核心;舉例來說,開放性處理器設計就能被實現於FPGA的韌體中。」

今日的很多開放性硬體設計,像是Oskay自己的小公司所銷售的套件,是以 Arduino 或 Raspberry Pi 主機板為基礎;所謂的創客(maker)能接觸並打造電路板等級架構,但其上的Atmel AVR或其他處理器他們就無法插手。

Oskay在他開設的商店Evil Mad Scientist接受採訪時表示:「當開放性概念越來越普遍,應該可能讓設計在各個層面更趨向開放;」這間小小店舖販賣他針對開放性硬體愛好者、以及教育應用所打造的相關產品與工具套件。

開放性硬體除了對像是Oskay這種死忠創客來說就是很酷:「也有很多其他潛在優勢──包括政治上與經濟上的;」他解釋,例如開放性硬體能規避古巴、海地、北韓、伊朗等地的出口限制與禁運:「你會對那些實際障礙感到驚訝。」

在經濟方面,開放性硬體能讓技術人員打造價格低廉的設備,為學校與開發中國家開了一扇門;舉例來說,有人如果打算在非洲的奈及利亞(Nigeria)建立一個小型的商業或是學術實驗室,但沒有足夠的經費購買設備,開放性硬體設計就能達成他的願望,能以低廉的價格製作出便宜的設備:「我們常常聽到這樣的故事。」

開放性晶片有可能會點燃熱潮,但不會這麼快。近十年前,之前的Sun Microsystems就開放了其Sparc處理器,但卻沒有得到顯著的市場接受度;最近IBM也透露將開放Power處理器架構,但到目前為止僅有一家中國業者對成為其客戶表示興趣。

有一個為執行Linux平台之開放性ASIC籌募資金的產業團體Open Core組織,但到目前為止僅有452位支持者,募到2萬2,742美元,距離百萬美元甚至是能生產一顆晶片所需的成本還非常遙遠。而雖然大型半導體業者都投入了提供開放性硬體參考設計的行列,他們對於自家的晶片IP仍然非常小心保護。

舉例來說,Atmel與Broadcom並沒有開放它們被應用於Arduino與Raspberry Pi主機板的處理器;最近Intel也發表了可相容於Arduino的開放性Galileo主機板,但是上面採用的Quark晶片架構並沒有公開。

「整個晶片產業的經營模式仍是保護並銷售IP;」Oskay認為,要突破現狀還有待一家新創公司或是像Open Cores這樣的組織來帶頭:「軟體組織也可能為處理器打造開放性核心,並有一個能銷售驅動程式以支持其營運的生意模式。」

Oskay表示,就像硬體的Red Hat那樣,很多這類的案例都是由經費有限的一小群人開始的,然後吸引越來越多人的興趣,它就成功了。不過生產開放性晶片可能不會太受到歡迎,因為成本高昂;SoC會是開放性硬體最大的對立面之一。

通常採購SoC的客戶通常只會取得應用程式介面(API)以及一小部分的二進制編程軟體,甚至是付費客戶都還不一定能取得完整的晶片規格表。Oskay表示,在半導體領域之外,有一群來自廣泛領域的工程師正準備開始探索開放性硬體系統,包括汽車、家電以及測試儀器。

Oskay與Evil Mad Scientist 的共同創辦人Lenore Edman
Oskay與Evil Mad Scientist 的共同創辦人Lenore Edman

舉例來說,美國鳳凰城的Local Motors 讓人們設計打造自己的車輛,包括轎車與摩托車;Oskay指出:「我有一個朋友自己設計了一輛電動跑車。」其他的開放性硬體設計專案包括攝影機、自動化生產設備、研磨機,以及機器人、無人駕駛飛機、3D印表機等等。

「開放性硬體活動數量非常多,但還缺乏一個中心組織;」這也是Oskay所代表的OSHWA希望在未來扮演的角色。目前開放性硬體運動也少了一個遊說團體,雖然OSHWA也針對與立法機關進行會議提供指導,主要是鎖定在教育方面。

Oskay表示,政府能為開放性硬體專案所需的人力與材料提供研發貸款,也能提供機制來保護開放性硬體的智慧財產以及責任義務;他指出,雖然遊說活動讓一切事情變得更困難了一些,但開放性硬體倡導者擁有自己的遊說團體是合理的發展,而且好消息是這樣的活動催生了一系列開放性工具。

Evil Mad Scientist採用支援Macs、Windows與Linux平台的PCB設計軟體gEDA進行設計,現在則有更新的工具KiCad,竄起的速度非常快且比gEDA更受歡迎;Oskay表示,設計工具非常重要,開放性硬體的核心就是透過能分享的方式來釋出原始設計檔案,讓其他人也能製作、修改、複製並銷售其設計。

編譯:Judith Cheng

(參考原文: Leading Maker Deams of Open Cores,by Rick Merritt)





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