Pourquoi le matériel ouvert est-il si rare? [fermé]

J'essaie de comprendre pourquoi le matériel ouvert est tellement plus difficile à trouver que les logiciels. J'ai essayé de regarder en ligne et je n'ai pas trouvé d'explication satisfaisante.

Je comprends que le matériel est tellement plus facile à garder propriétaire et tellement plus difficile (impossible) à faire de l’ingénierie inverse (dans le cas des CI, pas des BPC), mais pourquoi cela empêcherait-il les initiatives de matériel ouvert?

Est-ce le coût de fabrication? Est-ce le manque de connaissances partagées sur la conception du matériel? Est-ce la complexité impliquée?

Avec l'avènement des FPGA, il est si facile de concevoir du matériel (bien qu'ils soient eux aussi propriétaires), je m'attendrais à ce que le matériel ouvert décolle beaucoup plus rapidement qu'il ne l'a été auparavant.

Je suis désolé si ce n'est pas le bon endroit pour demander, mais cela me laisse perplexe depuis environ un an maintenant et m'a fait regretter de ne pas avoir suivi l'informatique plutôt que le génie informatique.

Tout le monde peut éditer le code source à la maison, très peu de gens ont une usine de fabrication de puces pour éliminer quelques puces personnalisées. Les octets sont libres de créer et de distribuer, les matériaux ne le sont pas.

Il y a aussi le problème que le code source est portable, et bien que les fichiers de CAO, etc. le soient en quelque sorte, il y a beaucoup plus de frais généraux, d'erreurs et de coûts de configuration, de matériel gaspillé.

L’impression 3D dépasse certaines limites. Un peu d’effort pourrait faire de même pour la technologie (beaucoup plus ancienne) d’usinage, à la fois pour les pièces et pour les circuits imprimés.

Édité pour ajouter: relisant la question, et peut-être l' intention de la question relative aux FPGA, je dirais qu'ils sont encore un art sombre pour beaucoup, mais pas pour la plupart des gens. La barrière à l'entrée est assez élevée en termes d'effort, de compréhension et d'outils.

Le matériel ouvert n'est pas vraiment difficile à trouver. Des sociétés comme Sparkfun, Adafruit et Arduino mettent les schémas et les microprogrammes à la disposition du public. N'oublions pas non plus la communauté de fabricants qui contribue grandement à Open Hardware. Il y a aussi la Open Source Hardware Association (mais vous le saviez probablement déjà!).

Il semble que le logiciel open source soit un peu plus important que le matériel ouvert, mais le matériel ouvert existe déjà - et il est gros. Passez juste 2 minutes sur Instructables et vous verrez. Le manque de connaissances partagées n'est certainement pas un problème.

Certes, vous n'allez probablement pas voir beaucoup de code Verilog ou VHDL gratuit (comme dans le cas de la liberté), mais ils existent déjà. Il semble que les microcontrôleurs plutôt que les FPGA aient vraiment propulsé la communauté ouverte de fabricants de matériel.

Je vois que vous avez clarifié quelques points dans les commentaires sur le fait d’être un matériel ouvert au vrai sens du terme, où les utilisateurs pouvaient créer leur propre conception et leur fabrication à partir de rien, au lieu de publier des conceptions basées sur des composants exclusifs.

Cela dépend en grande partie des coûts de fabrication et de la complexité. En prenant votre exemple OpenRISC en ce moment, trois options principales viennent à l’esprit, ces coûts sont très approximatifs mais indiquent des produits produits dans des centaines à des milliers d’unités, pas des millions:

• Utilisez plutôt la plateforme propriétaire ARM et achetez des puces auprès d’Atmel ou de plus de 20 autres fabricants. Les coûts disent 5 dollars par pièce, les puces sont bien documentées et prouvées et les coûts d'installation / délai d'exécution sont pratiquement nuls. Ils ne nécessitent pas beaucoup de circuits de support et beaucoup viennent dans des packages ou sur des cartes prototypes bon marché qui peuvent facilement être soudées à la main.

• Prenez le processeur OpenRISC, ajoutez des périphériques de support et chargez-le sur un FPGA. Certainement un projet matériel réalisable "à la maison" / ouvert et également peu de coûts d’installation. Cependant, le FPGA est toujours propriétaire, comme vous l'avez indiqué, et il est plus susceptible de coûter 20 dollars par pièce, circuits de support compris, sans oublier que de nombreux packages sont beaucoup plus difficiles à souder à la main.

• Prenez le processeur OpenRISC, ajoutez des périphériques de support et obtenez un ASIC à votre choix, vous pouvez même acheter vos propres installations. Obtenir un ASIC fabriqué dans une usine de fabrication existante atteindrait des centaines de milliers de marques, l'achat de vos propres installations à produire serait de l'ordre de centaines de millions.

Une autre chose à retenir est que, bien que les FPGA facilitent les choses dans certaines conceptions, ils ne couvrent en réalité que le domaine numérique. La plupart des conceptions du monde réel nécessitent beaucoup de circuits de support analogiques pour remplir leur fonction finale, de sorte qu'un FPGA peut ne pas être une solution aussi universelle que vous le croyez.

Les aspects "liberté de redistribuer des copies" et "liberté de modifier" du logiciel libre ne se traduisent vraiment pas bien en matériel. La copie d'un tableau nécessite du travail et des coûts, et beaucoup plus, du fait de copier un ASIC (modifié ou non). Cela ne sera tout simplement pas à la portée de l'utilisateur moyen dans un avenir prévisible.

Un autre facteur est l'obsolescence rapide. Certains des logiciels UNIX ouverts ont trente ans; GCC a environ 25 ans. Le matériel ouvert aura généralement un temps plus court avant de commencer à paraître horriblement obsolète. Cela est particulièrement vrai pour toutes les choses que les gens veulent vraiment être ouverts: processeurs, matériel graphique, interfaces sans fil.

(Vous pourriez avoir un remplacement ouvert pour, par exemple, le 555 ou le LM741, ce qui serait plus intemporel, mais à quoi servirait-il? En quoi cela diffère-t-il matériellement de ceux actuels?)

Il existe certes une marge de manœuvre pour le développement de matériel "communautaire", mais cela dépend de l'existence d'une communauté * stable et raisonnable, capable de s'accorder sur ce qu'elle veut et qu'elle est prête à payer. Encore une fois, nécessite beaucoup de travail.

* (L’utilisation d’une puce Broadcom semi-fermée dans le Raspberry Pi a attiré un groupe de plaignants, très en colère, mais très virulente. Je pense que ce genre de chose met les personnes sensées hors du type de projet nécessaire pour concevoir Open ASIC. Un remplacement peut être effectué pour environ 5 millions de dollars et un an de travail, sauf en cas d’obstacles catastrophiques liés aux brevets. Vous devrez perdre le matériel de décodage vidéo encombré par les brevets et créer une licence de jeu d’instructions d’ARM.)

La chaîne d’outils est beaucoup moins accessible à l’homme de la rue. Tout le monde et ses oncles peuvent obtenir un correcteur, une base de données, ..., mais un oscilloscope, un générateur de fonctions, une réserve de pièces, une bibliothèque de composants et les compétences durement acquises pour les utiliser signifient simplement qu'il y aura des ordres de grandeur moins de joueurs dans le jeu de matériel ouvert.

I completely agree with the "order of magnitude" assessment of how easy and accessible open software is versus open hardware. It does come down to 'bits' versus 'atoms.' The cost and trouble associated with working on an open software project is extremely low and tools and infrastructure (the Internet, github and your PC) have all been paid for before you start your open software project so the incremental cost is your time.

Open hardware does require that you get the 'atoms' just to get started on the project and as a previous post stated:

• Using a company's standard product is your lowest cost option ($5 to $100)*
• FPGA implement is higher cost ($20 to $2000)
• Your own custom ASIC ($200,000 to $2,000,000)
• Your own fab to make your parts ($500,000,000 to $2B)

'* These costs include development costs as well as chip costs

Now, the open mixed-signal hardware movement doesn't have the benefit of an FPGA-like option mentioned above with more reasonable development costs and device costs.

Companies [yes, my company is one of them] are working to make configurable mixed signal solutions that would bring an FPGA-like business model to analog and mixed-signal chip design. In someways, open hardware in a configurable mixed-signal chip will lend itself to open hardware projects more than PCB-level designs do today.

Yes, I'm saying that configurable chip design could be easier than PCB design.

A configurable chip would contain silicon-proven IP that could be interconnected with single-mask layer changes by automated design tools similar to an FPGA place&route and configuration flow. And, mixed-signal designs don't go obsolete as quickly as digital designs because analog circuits do not need to chase Moore's low like digital designs.

Being able to work with a distributed team on the contents of a configurable chip could conceivably bring open software concepts and benefits to open hardware design.

Our premise is that the following attributes will help to make open hardware more popular:

• Standardized configurable mixed-signal chip hardware
• Characterized and documented IP blocks
• Affordable high-level design tools that abstract full-custom chip design details
• Automated compilation of high-level designs to configurable devices
• Design sharing tools that support distributed teams