Hardware abierto

Para la gran mayoría es extraño el termino del inglés “hardware”, que no es más que un término general que se utiliza para describir los artefactos físicos de una tecnología. En este sentido, el hardware puede ser equipo militar importante, equipo electrónico, o equipo informático. En la Informática, se denomina hardware o soporte físico al conjunto de elementos materiales que componen un computador. Hardware también son los componentes físicos de una computadora tales como el disco duro, dispositivo de CD-ROM, disquetera, etc. El hardware se refiere a lo que es tangible, es decir todos los componentes físicos (que se pueden tocar) de la computadora.

El software libre y código abierto ofrece al usuario libertades. Existen licencias que las garantizan y que dan una cobertura legal, como por ejemplo la GNU GPL. El hardware abierto o libre toma estas mismas ideas del software libre y código abierto para aplicarlas en su campo.

Es una propuesta casi tan antigua como la del software libre, sin embargo su empleo no es tan directo. Compartir diseños hardware es más complicado. No hay una definición exacta (se pueden encontrar referencias a distintos artículos). Incluso el propio Richard Stallman afirma que las ideas del software libre se pueden aplicar a los ficheros necesarios para su diseño y especificación (esquemas, PCB, etc), pero no al circuito físico en sí.

Al no existir una definición clara de hardware abierto, cada autor lo interpreta a su manera. Se han creado licencias, algunas de las cuales están todavía en desarrollo.

Problemática actual

Existen varios problemas que hacen “casi” imposible llevar a la practica el concepto de hardware libre o "hardware abierto". A continuación se citaran algunos de los más relevantes:

Dependencia tecnológica extranjera de los componentes

Según ¿Están disponibles los chips?. Al intentar fabricar un diseño nos podemos encontrar con el problema de la falta de material. En un país puede o no haber problema, pero en otro puede que no se encuentren los materiales necesarios y está demostrado que las TIC, son herramientas indispensables para el desarrollo de las naciones por lo cual es de vital importancia a la vez que estratégica el que cada nación no dependa de otra para su desarrollo tecnológico.

Altos costos de producción

La persona que desea utilizar el hardware que un tercero ha diseñado, primero lo tiene que fabricar, para lo cual tendrá que comprobar los componentes necesarios, construir el diseño y verificar que se ha hecho correctamente. Todo esto tiene un costo.

El conocimiento lo poseen pocas empresas

Se sigue reteniendo el conocimiento en las grandes industrias productoras; como resultado el consumidor del producto tiene que adecuarse al producto que ofrece el mercado que es por lo general un producto genérico que no cumple con las necesidades muy específicas de un determinado consumidor; allí es cuando se ata, a las decisiones de las empresas productoras, al usuario y no se le da la libertad elegir.

Gran inversión de tiempo en trabajos de diseño redundantes

Tanto en el hardware como en el software propietario existe mucho diseño redundante, es decir, se reinventa la rueda en vez de usar ese conocimiento previo e innovar en nuevas áreas de investigación y producción.

DRM (Digital Rights Management)

La gestión de derechos digitales o gestión de restricciones digitales (acrónimo en inglés DRM) es un término que aglomera todas las tecnologías orientadas a ejercer restricciones sobre los usuarios de un sistema o forzar los derechos digitales permitidos, por comisión de los poseedores de derechos de autor e independientemente de la voluntad de uso del usuario del sistema.

Generalmente estos dispositivos son instalados como condición previa a la distribución de software no libre, obras musicales, libros electrónicos o cualquier tipo de archivo sujeto a derechos de autor. En algunos casos, las restricciones aplicadas se extienden más allá de los archivos que debían proteger, agregando restricciones sobre el uso de otros documentos o aplicaciones presentes en el ordenador. Para evitar el “trusted computing” y el DRM se han creado varias campañas como ejemplo:

DefectiveByDesign.org

Es una campaña anti-DRM de base amplia cuyo objetivo son los grandes medios, los fabricantes y los distribuidores de DRM. La campaña apunta a lograr que los fabricantes sean cautelosos a la hora de llevar al mercado sus productos con DRM. Los productos con DRM tienen características intrínsecas que restringen lo que se puede hacer con ellos. Estos productos fueron mutilados intencionalmente desde la perspectiva de los usuarios, por lo que son "defectuosos por diseño". Esta campaña identificará esos productos “defectuosos” y los señalará para su eliminación. Su meta es abolir los DRM como "práctica social".

[LAFKON] - A movie about Trusted Computing

Es una corto animado realizado por Benjamin Stepahn y Lutz Vogel, que muestra la puesta en práctica del “trusted computing”, el mismo esta basado en Creative Commons Sampling Plus 1.0 License. En la Figura 1 se aprecia una captura de este corto animado.

Historia

Hablar de la historia es remontarnos hasta los inicios de la informática en el siglo XX, hay dos fechas que marcaron pauta para que se pensara en la idea de que el hardware sea un estándar abierto o libre. A continuación se explican:

En los años 1970

Lee Felsenstein y el Homebrew Computer Club, era un híbrido con los elementos del movimiento radical del estudiantado de los años 60, de los activistas que trabajaban el área de computación de la comunidad de Berkeley y de los aficionados a los hobbys electrónicos.

“Participatory Democracy From the 1960s and SDS into the Future On-line”, escrito por Michael Hauben quien describe las ideas de “Los estudiantes para una Sociedad Democrática” y explica cómo ellos transformaron los movimientos que trabajaban en el área de computación de la comunidad de los años 70 y más adelante.

“Homebrew and how the Apple came to be” por Steven Wozniak. Hay muy poco sobre el club de la computadora de Homebrew en la Web; solamente uno de los miembros originales ha documentado el lapso de tiempo que estuvo en el, en su sitio web.

En los años 1990

FPGAs y Open Design Circuits, Surge en los años 1990, en el sitio Web de Reinoud Lamberts, Open Design Circuits, fue el primero en proponer la creación de una comunidad del diseño del hardware con el espíritu del software libre. En teoría, FPGAs permitiría el intercambio de diseños libres electrónicamente, tal como como los programas pueden ser intercambiados.

Pero en la práctica, la comunidad que creció alrededor del sitio nunca agrego diseños libres por la carencia de software libre para el diseño electrónico (que entonces no existía) para lo cual se debatió sobre el uso del software libre o el freeware comercial, hasta en el extremo que no se creó ningún diseño real en el sitio en sí mismo.

Pero las discusiones involucraron a una gran cantidad de personas, muchas que estaban implicadas en otras empresas libres del diseño del hardware - esta fue la primera vez que mucha gente había discutido seriamente ¿que era práctico? y ¿que no era práctico? con respecto al hardware. Más bien con la creación este sitio web, Open Design Circuits sentaron la base para una comunidad entera.

Definición y Clasificación

El software libre ofrece al usuario cuatro libertades: libertad de uso, de estudio y modificación de distribución, y de redistribución de las mejoras. Existen licencias que las garantizan y que dan un cobertura legal, como por ejemplo la GPL. El hardware abierto o libre toma estas mismas ideas para aplicarlas en su campo. Es una propuesta casi tan antigua como la del software libre, sin embargo su empleo no es tan directo.

Compartir diseño hardware es más complicado. No hay una definición exacta. Incluso el propio Richard Stallman afirma que las ideas del software libre se puede aplicar a los ficheros necesarios para su diseño y especificación (esquemas, PCB, etc), pero no al circuito físico en sí. Por lo cual dependiendo del enfoque. podemos establecer dos clasificaciones. Una, teniendo en cuenta cómo es su naturaleza (estático y reconfigurable) y otra en función a su filosofía.

Según su naturaleza

Dada su diferente naturaleza, al hablar de hardware abierto o libre hay que especificar de qué tipo de hardware se está hablando. A continuación se describen cada uno de los diferentes hardware según su naturaleza:

Hardware reconfigurable

Es aquél que viene descrito mediante un lenguaje HDL (Hardware Description Language). Su naturaleza es completamente diferente a la del hardware estático. Se desarrolla de una manera muy similar a como se hace con el software. Ahora nuestros diseños son ficheros de texto, que contienen el “código fuente”. Se les puede aplicar directamente una licencia libre, como la GPL. Los problemas no surgen por la definición de qué es libre o qué debe cumplir para serlo, sino que aparecen con las herramientas de desarrollo necesarias.

Para hacer que el hardware reconfigurable sea libre, sólo hay que aplicar una licencia GPL a su código. Sin embargo, no está tan claro qué se entiende por hardware libre cuando nos referimos al hardware estático. Para ver un ejemplo de este hardware.

Hardware estático

Es el conjunto de elementos materiales de los sistemas electrónicos. Tiene una existencia física (se puede "tocar"). Esta propiedad no la tiene el software, por lo que surgen una serie de problemas que se describen en el apartado “Desventajas”.

Según su filosofía

Al no existir una definición clara de hardware abierto o libre, cada autor lo interpreta a su manera. Muchos de los argumentos acerca del free hardware design consisten de la gente que habla en las comunidades de software y hardware. Una causa de esto es el hecho simple de que la palabra "software" refiere ambos al código fuente y a los ejecutables, mientras que las palabras "hardware" y "diseño del hardware" refieren claramente a dos diversas cosas. Usar la palabra "hardware" como taquigrafía para el diseño y el objeto físico es una receta para la confusión. Los términos siguientes se han utilizado en discusiones de este asunto.

Free hardware design

Se refiere a un diseño que pueda ser copiado, distribuido, modificado, y fabricado libremente. No implica que el diseño no puede también ser vendido, o que cualquier puesta en práctica de hardware del diseño estará libre de coste. Todas las mismas discusiones sobre el significado de la "libertad" entre los partidarios de la Free Software Foundation, y los partidarios del estilo BSD que licencian el software, desafortunadamente las trasladan a los diseños del hardware.

Libre hardware design

Se refiere a la misma clase del diseño free hardware design, pero intenta hacer la aclaratoria que la palabra libre, se refiere a la libertad, no al precio. El término suena fuera de contexto a muchos oídos ingleses, pero resulta natural para los franceses. Sus traducciones son naturales para hablantes de otros idiomas, quienes no utilizan una palabra para dar diferentes significados; como por ejemplo: en inglés "free beer" cerveza libre y "free speech" libertad de expresión.

Open source hardware

Se refiere al hardware para el cual toda la información del diseño se pone a disposición del público en general. Open source hardware se puede basar en un free hardware design, o el diseño en el cual se basa puede ser restringido de alguna manera.

Open Hardware

Es una marca registrada del Open Hardware Specification Program. Es una forma limitada de open source hardware, para la cual el requisito es que:

"La suficiente documentación del dispositivo debe estar disponible para que un programador competente pueda escribir un controlador del dispositivo. La documentación debe cubrir todas las características de la interfaz del dispositivo - controlador que se esperaba que cualquier usuario empleara. Esto incluye funciones de entrada-salida, de control y funciones auxiliares tales como medida de funcionamiento o diagnóstico de autoprueba. Los detalles de soportes on-board firmware y de la puesta en práctica de hardware no necesitan ser divulgados excepto cuando son necesarios para permitir el programar un controlador para el dispositivo".

Es decir, solamente una cantidad de información limitada sobre el diseño necesita estar disponible; posiblemente no mucha, por ejemplo, para hacer una reparación.

Free hardware

Es un término usado de vez en cuando como sinónimo para el open source hardware. Es un término que busca ser directamente paralelo entre el "hardware" y el "software", pero vela la distinción entre el diseño y la puesta en práctica. El término de free hardware es particularmente confuso puesto que implica el estado físico del hardware, mas que su diseño, el cual de alguna manera es libre. Esto no es del todo cierto en el sentido del costo, y tiene poca importancia (excepto metafóricamente) en el sentido social. Lo más simple es evitar este término totalmente, exceptuando su significado de costo, como por ejemplo: las computadoras libres "free computers" dadas por varias organizaciones sociales.

Licenciamiento

Se han creado licencias, algunas de las cuales están todavía en desarrollo y se menciona a continuación:

Grupos que están usando la GNU GPL

• Free Model Foundry.
• ESA Sparc.

Grupos que están usando otras licencias

• Free-IP Project (al estilo MIT).
• LART (al estilo MIT).
• GNUBook (basada en la GNU GPL, con las adiciones de los derechos ambientales y humanos).

Grupos que están desarrollando nuevas licencias

• Simputer GPL, la licencia de hardware se basa en la licencia GNU GPL.
• Freedom CPU.
• OpenIPCores OHGPL.
• The Open NDA.
• OpenPPC (basada en Apple Public Source License).
• Hardware Design Public License Open Collector, basada en la GNU GPL.

Comercialización

Un diseño de hardware libre puede ser implementado por una empresa para su posterior comercialización. La única premisa: mantener el diseño libre. Desde este punto de vista, las empresas de desarrollo tienen la posibilidad de ahorrar costes, y tiempos de diseño. Cuentan con un equipo de diseñadores repartidos por todo el mundo.

El miedo de las empresas a hacer libres sus diseños debe ser acabado, no solamente admirando el éxito del caso del software libre, sino deteniéndose a pensar en la competencia como co-desarrolladores.

Realmente la fuente de negocio, tanto en el caso del hardware como en el software no se encuentra en las empresas ya establecidas, sino en la nueva generación de diseñadores, en las generaciones ahora universitarias que cuentan no solamente con los medios técnicos, sino con una energía y afluencia de ideas muy grande. "Linux partió de un estudiante universitario y no de una multinacional. Ahora, existen multinacionales basadas en la idea del universitario".

Modelos de intercambio

Son una de las necesidades básicas del proyecto hardware abierto, ya que se debe generar un estándar para intercambiar los diseños y para que estos sean legibles por todos.

Con respecto a los lenguajes HDL, no existe mayor problema ya que éstos son realmente Archivo de texto ASCII. El inconveniente aparece cuando hablamos de esquemas de circuitos, máscaras o rutados.

Una de las primeras soluciones fue la de trabajar con imágenes JPEG y no con los propios diseños y si bien este mecanismo es funcional tiene la clara desventaja de que para poder trabajar sobre el diseño se lo debe transcribir por completo.

Otra de las soluciones aportadas se basa en la utilización de herramientas CAD comunes y libres, pero lamentablemente los programas que apuntan hacia este camino se encuentran en un estado alfa, todavía lejos de poder ser usados bajo las características requeridas por el hardware abierto.

Comunidades

Existen muchas comunidades que trabajan en el diseño, desarrollo, pruebas y brindando soporte, las cuales se nombran a continuación:

• OpenCollector.org (http://www.opencollector.org/)
• OpenCores (http://www.opencores.org/)
• Open Hardware Certification Program (http://www.open-hardware.org/)
• Open Hardware designers
• El grupo de las gEDA (GPL Electronic Design Automation) (http://www.geda.seul.org/)
• SiliconPenguin - La Autoridad Embebida de Linux (http://www.siliconpenguin.com/)

Ventajas

• Protege y defiende la soberanía, permitiendo a las naciones a no depender de ninguna otra que le provea los recursos necesarios para su desarrollo e independencia tecnológica.
• Fomenta a que el hardware puede ser de calidad, estándares abiertos y que sean más económicos.
• La reutilización y la adaptación de diseños (corés) permitiendo así innovar y mejorar los diseños de forma colaborativa a nivel mundial.
• Ayudaría a las compañías a ahorrar costes, tiempos de diseño en sus trabajos.
• Tiene comunidades de diseño, programación, pruebas, apoyo y soporte que cada día crece de forma dinámica y participativa.
• Evita la alianza "Trusted Computing" y el DRM (Digital Rights Management), que imponen restricciones a los dispositivos electrónicos como por ejemplo electrodomésticos, computadoras, entre otras más.

Desventajas

No se pueden aplicar directamente las cuatro libertades del software libre al hardware, dada su diferente naturaleza. Uno tiene existencia física, el otro no. Aparecen una serie de problemas:

• Un diseño físico es único. La comparticion depende de la facilidad de reproduccion que este posea.

• La compartición tiene asociado un coste. La persona que quiera utilizar el hardware que yo he diseñado, primero lo tiene que fabricar, para lo cual tendrá que comprobar los componentes necesarios, construir el diseño y verificar que se ha hecho correctamente. Todos esto tiene un coste.

• Disponibilidad de los componentes. ¿Están disponibles los chips?. Al intentar fabricar un diseño nos podemos encontrar con el problema de la falta de material. En un país puede no haber problema, pero en otro puede que no se encuentran.

• El mundo del "hardware" está plagado de patentes, es una realidad, por eso muchos de las motivaciones de los autores de este concepto es que no se libere el código o el diseño si no lo desea, pero se anima a que nuevas empresas desarrollen y liberen nuevos hardware, en pro de crear estándares públicos, abiertos y libres, en los cuales todos puedan colaborar.

• Modelo de producción, no cualquiera podrá realizar hardware, debido a todas las implicaciones que conlleva toda la infraestructura de diseño, simulación producción y implementación del hardware, al contrario de lo que se dan en el software libre.

• Modelo de intercambio, debido a la calidad del software libre disponible actualmente para cubrir las necesidades del hardware abierto.

Véase también

• Hardware
• Hardware libre
• Tecnología libre
• Conocimiento libre
• Diseño de circuitos
• Circuito integrado
• Fabricación de circuitos integrados

Enlaces externos

• Producción de energía renovable de código abierto