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开放硬件:你需要知道的一切

导读开放硬件是一种遵循与开源软件相同的动态的哲学。也就是说,它允许您在大多数情况下无需支付版税或比专有硬件更自由地研究、复制、创建项目...

开放硬件是一种遵循与开源软件相同的动态的哲学。也就是说,它允许您在大多数情况下无需支付版税或比专有硬件更自由地研究、复制、创建项目或衍生产品。在本文中,您将了解有关这种开放理念的更多信息。

目录

什么是开放硬件?

与专有硬件的区别

与开放软件的区别

许可证

宽容的或软的

限制性的

例子

开放硬件示例

什么是开放硬件?

“开放硬件”或“开源硬件”,或“开放硬件”(有些人也称其为免费硬件,但我们必须区分免费和开放,因为它不一样,将在许可证部分中看到) ,无论您想如何称呼它,它指的是一种物理电子对象的设计,其许可方式是任何人都可以研究、修改、创建和分发该对象。即在软件上与开源相同,但应用于硬件。

“开放硬件”是一套设计原则和法律惯例,而不是特定类型的硬件。因此,该术语可以指代任何类型的物理对象,例如车辆、机器人、电子设备等,尽管在本文中我们只关心应用于技术的术语。

就像开源软件一样,硬件也有自己的“源代码”,虽然在这种情况下是原理图、蓝图、逻辑设计、图纸、规格或计算机辅助设计 (CAD) 文件等。但是,就像软件一样,任何人都可以在各种开放许可下修改或改进它。有权访问可以读取和操作这些源文件的工具的用户可以更新和改进作为物理设备基础的代码。他们可能会在软件中添加功能或修复错误。他们甚至可以修改对象本身的物理设计,如果他们愿意,可以继续分享这些修改。

特许权使用费是为使用专有项目的知识产权或专利而支付的费用。开源项目通常没有这些版税,但并非所有项目都是免费的。此外,某些条款可能暗示对标识、注册商标等的使用有一定的限制。

另一方面,开放硬件理念也意味着开放硬件源代码易于访问,并且其组件最好是任何人都可以轻松获得,尽管也有非常先进的设备。从本质上讲,开放式硬件消除了实物商品设计和制造的常见障碍;让尽可能多的人能够构建、重新组合和分享他们在硬件设计和功能方面的知识。

开源硬件许可证通常允许设计和文档的接收者研究、重新分发和修改它们,然后分发任何修改。此外,开放硬件许可证不会阻止某人完全免费分发您的项目或对其收费。

与软件一样,硬件设计和发明也受版权法和专利法的约束。就像开源软件一样,开源硬件使用这些知识产权法创造性地使硬件设计可公开访问。由于其与开源软件项目的相似性,许多开源硬件项目在许可其作品时只是简单地使用现有的免费和开源软件许可证。其他人使用知识共享署名许可,它更多地关注艺术作品的特征,而不是软件。版权法(在源代码和设计文档的情况下)和专利法(在设计过程和材料技术的情况下)都适用于开放硬件。商标法也与开放硬件品牌名称和徽标有关。

与专有硬件的区别

所有开放硬件都必须附有文档,包括设计文件和源代码。此外,管理开放硬件复制的许可证必须允许以其他人可以轻松获得的方式研究、复制、修改和分发这些设计文件。这使得开放硬件的研究、故障排除、修改和改进成为可能,甚至鼓励。

专有软件和专有硬件是由创建它的公司或开发人员拥有的软件和专有硬件,不允许免费分发,不提供受专利保护的某些细节,并且不允许创建衍生品或修改。在一些国家,根据法律,他们甚至可以阻止维修。

如果一个开放硬件包含其运行所必需的任何类型的软件或固件,那么该软件通常必须在获得批准的开源许可下发布。或者,开放式硬件接口的文档化方式应尽可能方便地为硬件编写开源软件或使用开放标准。

从本质上讲,开放硬件是为了使对象尽可能易于解析、派生和再现。封闭硬件使用混淆(因此必须使用逆向工程来学习或分析)和专利法使对象重建尽可能困难,通常是为了确保供应商锁定在不涉及业余爱好者和制造商或其他人的供应线上竞争对手。

与开放软件的区别

由于开放硬件项目通常会导致物理对象的生产或原型设计,因此它们几乎总是涉及对物理材料的货币投资。虽然开放软件项目涉及劳动力成本和货币投资,但软件通常可以以较低的开销分发,并且有时提供“像啤酒一样免费”(或“免费”)。除了免费向公众提供文档和源文件之外,免费提供大多数开放硬件项目的物理组件在经济上是不可行的。

这并不是说开放硬件运动不专注于最大限度地降低开发人员的成本。事实上,像开源硬件中央银行这样的举措有助于确保开放硬件项目的可持续资金。KiCad 等工具也有助于为这些项目开发原理图。

许可证

我评论说,开放硬件可以根据不同于专有硬件的各种许可证获得许可。但是这些在软件中被分为:

宽容的或软的

许可或软许可是允许更大自由度的许可,因为它们不需要发布衍生作品,即根据相同的许可对它们进行许可,但它们可以根据任何许可获得许可,包括专有许可。此类许可许可的示例可在 CERN 开放硬件许可、MIT 许可、BSD 许可等中找到。

限制性的

限制性或硬性许可,有时也称为稳健许可,是在其条款中强制衍生作品或修改必须获得与原始作品相同或相似的某些条款的许可,这通过非专有或导致作品的许可发生终于被迷惑了。

在这些许可证中,可以区分两种类型:

强健:它们包含一个条款,要求修改或衍生作品必须按照与原始作品相同的条款进行许可,即在相同的许可下。例如,GNU GPL。

弱稳健:这是一个不同的情况,其中条款允许修改在与原始许可相同的许可下获得许可,而衍生作品(除了简单修改)可以在不同的条款和条件下获得许可。此类 GNU LGPL 许可证的一些示例。

还有其他类型的许可证,例如道德许可证。它们与开放源代码非常相似,既有允许的也有限制的,但不允许用于某些目的,例如那些侵犯人权的目的。

例子

应用于硬件的开源许可证的一些示例可以是:TAPR 开放硬件许可证、Balloon 开放硬件许可证、LGPL、BSD、硬件设计公共许可证、CERN 开放硬件许可证等。

开放硬件示例

您肯定熟悉的一些不同级别的开放硬件示例可以是项目:

RISC-V ISA——它是一个开源 ISA,因此可以基于它创建加速器或处理器,而无需支付版税。另一方面,不支付这些版税并不意味着衍生项目也是开源的,但它们也可以是专有的或封闭的。正是这个 ISA 有一个许可许可证。例如,基于 RISC-V 的 SiFive 芯片是专有的,尽管也有开放的 CPU,包括 RTL 和 HDL 格式,甚至是物理格式。MIPS 也是最近开放的另一个 ISA,因为直到最近它还是专有的。与 OpenPOWER 相同,尽管与 ISA RISC-V 条件不完全相同。

Arduino – Arduino 电子开发板也是开源的,但只是部分开源,因为它的一些组件不是开源的,例如它的微控制器。也就是说,您可以研究 Arduino 板的原理图和文档,以创建与其相同的衍生板或您自己的板。提供了所有这些信息,但处理器与板的其余部分处于不同的条件下,接口也不是,它是一个 USB 端口,虽然它是一个开放标准,但不能称为开放硬件。

其他:还有许多其他 RAM 内存、处理器、GPU 等项目,可以从librecores.org等网站以 HDL 格式下载。您会在 VHDL、Verilog、Chisel 等编程语言中找到它们。在 GitHub 和 GitLab 上还有一些 CPU、GPU、SoC、开放硬件的项目。

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