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El logotipo de "hardware de código abierto" propuesto por OSHWA , una de las principales organizaciones definitorias
La impresora 3D de uso general RepRap Mendel con la capacidad de hacer copias de la mayoría de sus propias partes estructurales

El hardware de código abierto ( OSH ) consiste en artefactos físicos de tecnología diseñados y ofrecidos por el movimiento de diseño abierto . Tanto el software libre y de código abierto (FOSS) como el hardware de código abierto son creados por este movimiento cultural de código abierto y aplican un concepto similar a una variedad de componentes. A veces, por lo tanto, se lo conoce como FOSH ( hardware gratuito y de código abierto). El término generalmente significa que la información sobre el hardware se puede discernir fácilmente para que otros puedan hacerlo, acoplándola estrechamente al movimiento del fabricante . [1] Diseño de hardware (es decir, dibujos mecánicos, esquemas ,listas de materiales , datos de diseño de PCB , código fuente HDL [2] y datos de diseño de circuito integrado ), además del software que maneja el hardware, se publican bajo términos libres . El participante original obtiene comentarios y posibles mejoras en el diseño de la comunidad de FOSH. En la actualidad, existen pruebas significativas de que este intercambio puede generar un alto retorno de la inversión para la comunidad científica. [3]

Desde el surgimiento de los dispositivos lógicos programables reconfigurables , compartir diseños lógicos ha sido una forma de hardware de código abierto. En lugar de los esquemas, se comparte el código del lenguaje de descripción de hardware (HDL). Las descripciones HDL se utilizan comúnmente para configurar sistemas de sistema en un chip , ya sea en arreglos de puertas programables en campo (FPGA) o directamente en diseños de circuitos integrados específicos de la aplicación (ASIC). Los módulos HDL, cuando se distribuyen, se denominan núcleos de propiedad intelectual de semiconductores , también conocidos como núcleos IP.

El hardware de código abierto también ayuda a aliviar el problema de los controladores de dispositivos propietarios para la comunidad de software libre y de código abierto ; sin embargo, no es un requisito previo para ello y no debe confundirse con el concepto de documentación abierta para hardware propietario. que ya es suficiente para escribir controladores de dispositivos FLOSS y sistemas operativos completos. [4] [5] La diferencia entre los dos conceptos es que la SST incluye tanto las instrucciones sobre cómo replicar el hardware en sí como la información sobre los protocolos de comunicación que el software (generalmente en forma de controladores de dispositivo ) debe usar en orden para comunicarse con el hardware (a menudo llamado documentación de registro o documentación abierta para hardware[4] ), mientras que el hardware propietario compatible con código abierto solo incluiría el último sin incluir el primero.

Historia [ editar ]

logotipo de openhardware.org (2013)
Logotipo de OSHWA

Las primeras actividades de " código abierto " centradas en el hardware fueron iniciadas alrededor de 1997 por Bruce Perens , creador de Open Source Definition , cofundador de Open Source Initiative y operador de radioaficionado . Lanzó el Programa de certificación de hardware abierto, que tenía el objetivo de permitir a los fabricantes de hardware autocertificar sus productos como abiertos. [6] [7]

Poco después del lanzamiento del Programa de certificación de hardware abierto, David Freeman anunció el Proyecto de especificación de hardware abierto (OHSpec), otro intento de licenciar componentes de hardware cuyas interfaces están disponibles públicamente y de crear una plataforma informática completamente nueva como alternativa a los sistemas informáticos propietarios. [8] A principios de 1999, Sepehr Kiani, Ryan Vallance y Samir Nayfeh unieron sus esfuerzos para aplicar la filosofía de código abierto a las aplicaciones de diseño de máquinas. Juntos establecieron la Open Design Foundation (ODF) [9] como una corporación sin fines de lucro y se propusieron desarrollar una Definición de Diseño Abierto . Sin embargo, la mayoría de estas actividades desaparecieron después de unos años.

Una organización de "hardware libre", conocida como FreeIO, se inició a finales de la década de 1990 por Diehl Martin, quien también lanzó un sitio web de FreeIO a principios de 2000. A principios y mediados de la década de 2000, FreeIO fue un foco de diseños de hardware libre / abierto lanzados bajo la Licencia Pública General GNU . El proyecto FreeIO defendió el concepto de hardware libre y propuso cuatro libertades que dicho hardware proporcionaba a los usuarios, basándose en las libertades similares proporcionadas por las licencias de software libre. [10]Los diseños ganaron cierta notoriedad debido al esquema de nombres de Martin en el que a cada proyecto de hardware gratuito se le dio el nombre de un alimento para el desayuno como Donut, Flapjack, Toast, etc. Los proyectos de Martin atrajeron a una variedad de desarrolladores de hardware y software, así como a otros voluntarios. El desarrollo de nuevos diseños de hardware abierto en FreeIO finalizó en 2007 cuando Martin murió de cáncer de páncreas, pero los diseños existentes siguen estando disponibles en el sitio web de la organización. [11]

A mediados de la década de 2000, el hardware de código abierto se convirtió nuevamente en un centro de actividad debido a la aparición de varios proyectos y empresas importantes de hardware de código abierto, como OpenCores , RepRap ( impresión 3D ), Arduino , Adafruit y SparkFun . En 2007, Perens reactivó el sitio web openhardware.org.

Después del Open Graphics Project , un esfuerzo por diseñar, implementar y fabricar un conjunto de chips de gráficos 3D abiertos y gratuitos y una tarjeta gráfica de referencia, Timothy Miller sugirió la creación de una organización para salvaguardar los intereses de la comunidad de Open Graphics Project. Por lo tanto, Patrick McNamara fundó la Open Hardware Foundation (OHF) en 2007. [12]

El Tucson Amateur Packet Radio Corporación (TAPR), fundada en 1982 como una organización sin ánimo de lucro de los radioaficionados con los objetivos de apoyar los esfuerzos de I + D en el área de las comunicaciones digitales aficionados, creada en 2007, la primera licencia de hardware abierto, el TAPR abierto Licencia de hardware . El presidente de OSI , Eric S. Raymond, expresó algunas preocupaciones sobre ciertos aspectos de la OHL y decidió no revisar la licencia. [13]

Alrededor de 2010 en el contexto del proyecto Freedom Defined , la Definición de Hardware Abierto fue creada como trabajo colaborativo de muchos [14] y es aceptada a partir de 2016 por docenas de organizaciones y empresas. [15]

En julio de 2011, el CERN ( Organización Europea para la Investigación Nuclear ) lanzó una licencia de hardware de código abierto, CERN OHL . Javier Serrano, ingeniero del Departamento de Vigas del CERN y fundador del Repositorio Abierto de Hardware, explicó: "Al compartir diseños abiertamente, el CERN espera mejorar la calidad de los diseños a través de la revisión por pares y garantizar a sus usuarios, incluidas las empresas comerciales, la libertad de estudiarlos, modificarlos y fabricarlos, lo que redunda en un mejor hardware y una menor duplicación de esfuerzos ”. [16] Aunque inicialmente se redactó para abordar preocupaciones específicas del CERN, como rastrear el impacto de la investigación de la organización, en su forma actual puede ser utilizado por cualquier persona que desarrolle hardware de código abierto. [17]

Tras la Cumbre de hardware abierto de 2011, y después de acalorados debates sobre las licencias y lo que constituye el hardware de código abierto, Bruce Perens abandonó la definición de OSHW y los esfuerzos concertados de los involucrados en ella. [18] Openhardware.org, dirigido por Bruce Perens, promueve e identifica prácticas que cumplen con todos los requisitos combinados de la definición de hardware de código abierto, la definición de código abierto y las cuatro libertades de la Free Software Foundation [19] Desde 2014 openhardware. org no está en línea y parece haber cesado su actividad. [20]

La Asociación de Hardware de Código Abierto (OSHWA) en oshwa.org propone hardware de código abierto y actúa como centro de actividad de hardware de código abierto de todos los géneros, mientras coopera con otras entidades como TAPR, CERN y OSI. La OSHWA se estableció como organización en junio de 2012 en Delaware y solicitó el estado de exención fiscal en julio de 2013. [21] Después de algunos debates sobre las interferencias de marcas registradas con la OSI, en 2012 la OSHWA y la OSI firmaron un acuerdo de coexistencia. [22] [23]

El proyecto Replicante de la FSF sugirió en 2016 una definición alternativa de "hardware libre", derivada de las cuatro libertades de la FSF . [24]

Formas de hardware de código abierto [ editar ]

El término hardware en hardware de código abierto se ha utilizado históricamente en oposición al término software de software de código abierto. Es decir, para hacer referencia al hardware electrónico en el que se ejecuta el software (ver sección anterior). Sin embargo, a medida que más y más productos de hardware no electrónicos se hacen de código abierto (por ejemplo, Wikihouse, OpenBeam u Hovalin), este término tiende a utilizarse en su sentido más amplio de "producto físico". Se ha demostrado que el campo del hardware de código abierto va más allá del hardware electrónico y cubre una gama más amplia de categorías de productos, como máquinas herramienta, vehículos y equipos médicos. [25] En ese sentido, el hardwarese refiere a cualquier forma de producto tangible, ya sea hardware electrónico, hardware mecánico, textil o incluso hardware de construcción. La Definición 1.0 de hardware de código abierto (OSHW) define el hardware como "artefactos tangibles: máquinas, dispositivos u otras cosas físicas". [26]

Computadoras [ editar ]

Debido a una combinación de preocupaciones por la privacidad, la seguridad y el medio ambiente, se han iniciado varios proyectos que tienen como objetivo ofrecer una variedad de dispositivos informáticos de código abierto. Los ejemplos incluyen el EOMA68 ( SBC en un factor de forma PCMCIA , diseñado para conectarse a un chasis de computadora portátil o de escritorio), Novena (placa base desnuda con chasis de computadora portátil opcional) y GnuBee (serie de dispositivos de almacenamiento conectados a la red).

Varios grupos de aficionados a la retrocomputación han creado numerosas recreaciones o adaptaciones de las primeras computadoras domésticas de los años setenta y ochenta, algunas de las cuales incluyen funciones mejoradas y componentes más modernos (como circuitos integrados de montaje en superficie y lectores de tarjetas SD ). [27] [28] [29] Algunos aficionados también han desarrollado tarjetas complementarias (como controladores de unidades, [30] expansión de memoria, [31] y tarjetas de sonido [32] ) para mejorar la funcionalidad de las computadoras más antiguas. También se han creado recreaciones miniaturizadas de computadoras antiguas. [33]

Electrónica [ editar ]

La electrónica es uno de los tipos más populares de hardware de código abierto. Hay muchas empresas que ofrecen una gran variedad de productos electrónicos de código abierto, como Sparkfun , Adafruit y Seeed. Además, hay organizaciones sin fines de lucro y empresas que proporcionan un componente electrónico específico de código abierto, como la plataforma de creación de prototipos electrónicos Arduino . Hay muchos ejemplos de electrónica especializada de código abierto, como el monitor de impresora 3D de código abierto GMAW de voltaje y corriente de bajo costo [34] [35] y una plataforma de ensayo de espectrometría de masas asistida por robótica . [36] [37] La electrónica de código abierto encuentra varios usos, incluida la automatización de procedimientos químicos.[38] [39]

Mecha (tro) nics [ editar ]

Se ha desarrollado una amplia gama de productos mecatrónicos de código abierto que incluyen componentes mecánicos, máquinas herramienta, vehículos, instrumentos musicales y equipos médicos. [25] Ejemplos de máquinas-herramienta de código abierto incluyen impresoras 3D como RepRap , Prusa y Ultimaker , así como la cortadora láser Lasersaur . También se han desarrollado vehículos de código abierto, incluidas bicicletas como XYZ Space Frame Vehicles y coches como el Tabby OSVehicle . Los ejemplos de equipos médicos de código abierto incluyen ventiladores de código abierto , el ecostetoscopio echOpen y una amplia gama de prótesis de manos enumeradas en el estudio de revisión de Ten Kate.et.al. [40] Por ejemplo, las manos protésicas de OpenBionics .

Otros [ editar ]

También se pueden encontrar ejemplos de productos de hardware de código abierto, en menor medida, en la construcción ( Wikihouse ), textil ( Kit Zéro Kilomètres ) y armas de fuego ( arma de fuego impresa en 3D , Defense Distributed ).

Licencias [ editar ]

En lugar de crear una nueva licencia, algunos proyectos de hardware de código abierto utilizan licencias de software existentes, gratuitas y de código abierto . [41] Es posible que estas licencias no se ajusten bien a la legislación sobre patentes . [42]

Posteriormente, se propusieron varias licencias nuevas, diseñadas para abordar problemas específicos del diseño de hardware. [43] En estas licencias, muchos de los principios fundamentales expresados ​​en las licencias de software de código abierto (OSS) se han "adaptado" a sus proyectos de hardware homólogos. Las nuevas licencias de hardware a menudo se explican como el "equivalente de hardware" de una licencia OSS conocida, como la licencia GPL , LGPL o BSD .

A pesar de las similitudes superficiales con las licencias de software , la mayoría de las licencias de hardware son fundamentalmente diferentes: por naturaleza, generalmente se basan más en la ley de patentes que en la ley de derechos de autor , ya que muchos diseños de hardware no están sujetos a derechos de autor. [44] Mientras que una licencia de derecho de autor puede controlar la distribución del código fuente o los documentos de diseño, una licencia de patente puede controlar el uso y la fabricación del dispositivo físico construido a partir de los documentos de diseño. Esta distinción se menciona explícitamente en el preámbulo de la licencia de hardware abierto TAPR :

"... aquellos que se benefician de un diseño de OHL no pueden entablar demandas alegando que el diseño infringe sus patentes u otra propiedad intelectual".

-  Licencia de hardware abierta TAPR [45]

Las licencias dignas de mención incluyen:

  • La TAPR Open Hardware License : redactada por el abogado John Ackermann , revisada por los líderes comunitarios de OSS Bruce Perens y Eric S. Raymond , y discutida por cientos de voluntarios en una discusión comunitaria abierta [46] [13]
  • Licencia de hardware de globo abierto : utilizada por todos los proyectos en el proyecto de globo
  • Aunque originalmente era una licencia de software, OpenCores fomenta la LGPL
  • Licencia pública de diseño de hardware: escrito por Graham Seaman , administrador de Opencollector.org
  • En marzo de 2011, el CERN publicó la licencia de hardware abierto (OHL) del CERN [47] destinada a utilizarse con el repositorio de hardware abierto [48] y otros proyectos.
  • La Licencia Solderpad [49] es una versión de la Licencia Apache versión 2.0, modificada por el abogado Andrew Katz para hacerla más apropiada para el uso de hardware.

La Asociación de hardware de código abierto recomienda siete licencias que siguen su definición de hardware de código abierto . [50] De las licencias generales de copyleft, la GNU General Public License (GPL) y la licencia Creative Commons Attribution-ShareAlike , de las licencias de copyleft específicas de hardware la CERN Open Hardware License (OHL) y TAPR Open Hardware License (OHL) y de la licencias permisivas la licencia FreeBSD , la licencia MIT , y el Creative Commons Atribución de licencia. [51]Openhardware.org recomendó en 2012 las licencias TAPR Open Hardware License, Creative Commons BY-SA 3.0 y GPL 3.0. [52]

Las organizaciones tienden a agruparse en torno a una licencia compartida. Por ejemplo, OpenCores prefiere la LGPL o una licencia BSD modificada , [53] FreeCores insiste en la GPL , [54] Open Hardware Foundation promueve " copyleft u otras licencias permisivas", [55] el Open Graphics Project utiliza [56] una variedad de licencias, incluida la licencia MIT , GPL y una licencia propietaria, [57] y el Balloon Project redactó su propia licencia. [58]

Desarrollo [ editar ]

El logotipo de OSHW (hardware de código abierto) serigrafiado en una placa de circuito impreso vacía

El adjetivo "código abierto" no solo se refiere a un conjunto específico de libertades que se aplican a un producto, sino que también presupone generalmente que el producto es el objeto o el resultado de un "proceso que se basa en las contribuciones de desarrolladores geográficamente dispersos a través de Internet . " [59] Sin embargo, en la práctica, tanto en los campos del hardware de código abierto como en el de software de código abierto, los productos pueden ser el resultado de un proceso de desarrollo realizado por un equipo cerrado en un entorno privado o por una comunidad en un entorno público, el el primer caso es más frecuente que el segundo, que es más desafiante. [25]El establecimiento de un proceso de desarrollo de productos basado en la comunidad enfrenta varios desafíos, tales como: encontrar herramientas adecuadas de gestión de datos de productos, documentar no solo el producto sino también el proceso de desarrollo en sí mismo, aceptar perder el control omnipresente sobre el proyecto, garantizar la continuidad en un contexto de participación voluble de miembros voluntarios del proyecto, entre otros. [60]

El Arduino Diecimila, otro diseño de hardware de código abierto popular y temprano.

Una de las principales diferencias entre el desarrollo de software de código abierto y el desarrollo de hardware de código abierto es que el hardware genera resultados tangibles, que cuestan dinero para crear prototipos y fabricarlos. Como resultado, la frase "libre como en el habla, no como en la cerveza", [61] más formalmente conocida como Gratis versus Libre , distingue entre la idea de costo cero y la libertad de usar y modificar la información. Si bien el hardware de código abierto enfrenta desafíos para minimizar los costos y reducir los riesgos financieros para los desarrolladores de proyectos individuales, algunos miembros de la comunidad han propuesto modelos para abordar estas necesidades [62] Dado esto, existen iniciativas para desarrollar mecanismos de financiación comunitaria sostenibles, como el código abierto Banco Central de Hardware.

Se ha debatido mucho sobre las formas de hacer que el hardware de código abierto sea tan accesible como el software de código abierto . Proporcionar documentación de producto clara y detallada es un factor esencial que facilita la replicación de productos y la colaboración en proyectos de desarrollo de hardware. Se han desarrollado guías prácticas para ayudar a los profesionales a hacerlo. [63] [64] Otra opción es diseñar productos para que sean fáciles de replicar, como se ejemplifica en el concepto de tecnología apropiada de código abierto . [sesenta y cinco]

El proceso de desarrollo de hardware de código abierto en un entorno comunitario se denomina alternativamente diseño abierto, desarrollo de código abierto [66] o desarrollo de productos de código abierto . [67] Todos estos términos son ejemplos del modelo de código abierto aplicable para el desarrollo de cualquier producto, incluido software, hardware, cultural y educativo. Consulte aquí para obtener una descripción de estos términos.

Un contribuyente importante a la producción de diseños de productos de hardware de código abierto es la comunidad científica. Se ha realizado un trabajo considerable para producir hardware de código abierto para hardware científico utilizando una combinación de electrónica de código abierto e impresión 3D . [68] [69] [70] Otras fuentes de producción de hardware de código abierto son los proveedores de chips y otros componentes electrónicos que patrocinan concursos con la disposición de que los participantes y ganadores deben compartir sus diseños. La revista Circuit Cellar organiza algunos de estos concursos.

Labs de código abierto [ editar ]

Se ha publicado una guía ( Open-Source Lab (libro) de Joshua Pearce ) sobre el uso de la electrónica de código abierto y la impresión 3D para hacer laboratorios de código abierto . Hoy, los científicos están creando muchos de estos laboratorios. Ejemplos incluyen:

  • Laboratorio de Ciencias de Código Abierto de Boston , Somerville, Massachusetts
  • Laboratorio de código abierto de BYU , Universidad Brigham Young
  • Michigan Tech [71]
  • Universidad Nacional Tsing Hua [72]
  • Laboratorio de código abierto de OSU , Universidad Estatal de Oregón
  • Laboratorio de investigación de código abierto , Universidad de Texas en El Paso

Modelos de negocio [ editar ]

Las empresas de hardware abierto están experimentando con modelos comerciales. [73] Por ejemplo, littleBits implementa modelos de negocio de código abierto poniendo a disposición los diseños de circuitos en cada módulo littleBits, de acuerdo con la versión 1.2 de la licencia de hardware abierto del CERN . [74] Otro ejemplo es Arduino , que registró su nombre como marca comercial ; otros pueden fabricar productos a partir de diseños de Arduino, pero no pueden llamarlos productos de Arduino. [75] Existen muchos modelos comerciales aplicables para implementar cierto hardware de código abierto incluso en empresas tradicionales. Por ejemplo, para acelerar el desarrollo y la innovación técnica, la energía fotovoltaicala industria ha experimentado con asociaciones, franquicias, proveedores secundarios y modelos completamente de código abierto. [76]

Recientemente, muchos proyectos de hardware de código abierto se financiaron mediante crowdfunding en Indiegogo o Kickstarter . Crowd Supply es especialmente popular para la financiación colectiva de proyectos de hardware abiertos. [77]

Recepción e impacto [ editar ]

Richard Stallman , el fundador del movimiento del software libre , se mostró escéptico en 1999 sobre la idea y la relevancia del hardware libre (su terminología para lo que ahora se conoce como hardware de código abierto). [78] En un artículo de 2015 en Wired Magazine, modificó esta actitud; Reconoció la importancia del hardware libre, pero todavía no veía ningún paralelo ético con el software libre. [79] Además, Stallman prefiere el término diseño de hardware libre sobre el hardware de código abierto , una solicitud que es consistente con su rechazo anterior del término software de código abierto (ver también Términos alternativos para software libre ). [79]

Otros autores, como el profesor Joshua Pearce, han argumentado que existe un imperativo ético para el hardware de código abierto, específicamente con respecto a la tecnología apropiada de código abierto para el desarrollo sostenible . [80] En 2014, también escribió el libro Open-Source Lab: How to Build Your Own Hardware and Reduce Research Costs , que detalla el desarrollo de hardware gratuito y de código abierto principalmente para científicos y profesores universitarios . [81] Pearce, en asociación con Elsevier, presentó una revista científica HardwareX. Ha presentado muchos ejemplos de aplicaciones de hardware de código abierto con fines científicos.

Ver también [ editar ]

  • Control numérico por computadora (CNC)
  • Laboratorio fabuloso
  • Puerta trasera de hardware
  • HardwareX
  • Innovación abierta
  • Fabricación abierta
  • Ecología de código abierto
  • Robótica de código abierto
  • Creación rápida de prototipos
  • Reutilizar
  • RISC-V : una arquitectura de conjunto de instrucciones de computadora de código abierto
  • Simputer
  • NVDLA

Referencias [ editar ]

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Enlaces externos [ editar ]

  • Definición de hardware de código abierto , freedomdefined.org