Open Source Hardware

"Lasst jeden, der will und kann, den Code eines Computerprogrammes lesen und nach seinen Bedürfnissen verändern; und zwar kostenlos."

Diese Idee der freien und offenen Softwarebewegung, mit ihrem bekanntesten Vertreter dem GNU/Linux, ist faszinierend und bestechend einfach. Sie hat weltweit viele tausende Anhänger und Nutzer gefunden, die von den quelloffenen und freien Programmen profitieren oder gar aktiv daran teilnehmen und ihre kleinen Beträge dazu leisten.

Ist das Prinzip freier Software aber auf Hardware übertragbar? Denn:

• freie Software ist oftmals kostenlos zu haben,
• freie Software ist beliebig kopierbar,
• Software ist immateriell,
• Hardware ist immer materiell.

Deshalb ist zum Verständnis ein Vergleich der (grob vereinfachten) Herstellungsschritte von Soft- und Hardware angebracht.

Software:

1. Mit einem Editor wird in einer Programmiersprache der Quelltext erstellt.
2. Mit einem Compiler wird der Quelltext in die Prozessoranweisungen übersetzt (compiliert).
3. Die sogenannten Binaries werden ausgeliefert.
4. Nur bei Open Source Software sind die dazu gehörigen Quelltexte einsehbar.

Hardware:

1. Mit einem CAD-Tool werden die Konstruktionsunterlagen erstellt.
2. In der Produktion werden nach diesen Konstruktionsunterlagen die Produkte erstellt.
3. Die Produkte werden ausgeliefert.
4. Nur bei Open Source Hardware sind die dazu gehörigen Konstruktionsunterlagen einsehbar.

Bezogen auf die den berühmten Satz "Free as in free speech, not free beer" meint dies nicht das Bier ist frei sondern dessen Rezeptur.

Bereits existierende Projekte

Im folgenden seien ein paar bereits existierende, mehr oder weniger lebendige, Projekte vorgestellt.

Simputer

www.simputer.org

• Projekt aus Indien mit dem Ziel einen preiswerten PDA für die Armen zur Verfügung zu stellen.
• Anforderungen an den Preis sind nicht errreicht worden.
• Restriktive Lizenzpolitik, es werden noch immer Lizenznehmer für die Herstellung gesucht.

LART Board

www.lart.tudelft.nl

• Projekt initiert an der TU Delft (Niederlande), basierend auf dem StrongARM Prozessor SA1100.
• Erfolgreich im Embedded System Bereich, wird unter Linux durch die gesamte GNU Tool Chain unterstützt.

Free CPU

www.f-cpu.org

• Projekt initiert in Frankreich mit dem (ehrgeizigen) Ziel eine super pipelined 64bit RISC CPU zu entwerfen.
• Unter Linux bereits durch die gesamte GNU Tool Chain unterstützt.
• Es wurden IMHO noch keine Chips gefertigt.

LEON 2

www.gaisler.com

• Projekt der ESA, inzwischen ausgegründet, mit dem Ziel einen gehärteten SparcV8 Prozessor für Raumfahrtanwendungen zu entwickeln.

• Zertifiziert durch Sparc International, Inc
• Verwendet ein proprietäres On-Chip Bussystem (AMBA 2.0)
• Es wurden bereits Chips gefertigt.

Motivationen

• "Wir können das besser!"
• "Andere können davon lernen, wie wir es gemacht haben."
• "Wir haben für unsere Projekt keine Unterlagen im Netz gefunden."
• "In meiner Freizeit beschäftige ich mich mit..."
• "Free Open Source Hardware!"

Mit welchen Schwierigkeiten kämpfen die Projekte?

Zu wenige Entwickler

• Hohe Einstiegshürden aufgrund fachlicher Qualifikation.
• Kritische Masse an Entwicklern oftmals zu gross.
• Zu kleiner Anteil interessierter Entwickler.

Werkzeuge und Hilfsmittel

• CAD bzw. EDA Programme sind Nischenprodukte.
• Kaum freie Alternativen vorhanden, unfreie Programme sind sehr teuer.
• Entwurf X ist mit Tool Y nicht reproduzierbar.
• Kaum offene Formate für die Veröffentlichung elektronischer Konstruktionsunterlagen vorhanden.

Prototyping und Test

• Kostenfaktor 10 nach jeder Entwicklungsstufe zur Fehlerbeseitigung.
• Prototyping ist für den Test notwendig, eine Simulation ist keinesfalls hinreichend.
• Werkzeuge (Werkstattausrüstung) für Herstellung und Test notwendig.
• Einzelprüfung für jedes Produkt statt Bauartprüfung notwendig.

Industrielle Fertigung

• Fertigung ist immer mit logistischem und finanziellen Aufwand verbunden.
• Entwicklungskosten sind für die Industrie nur marginal.
• Industrie sieht für sich keinen Vorteil darin, Open Source Produkte herzustellen.

Also warum doch Open Source Hardware?

• Das Wissen soll frei bleiben; gegen monopolisiertes Wissen.
• Der Mensch soll die Technik verstehen können.
• Der Mensch soll Herrscher über die Technik bleiben.
• Gegen Zwänge (TCPA/Palladium) aus Monopolinteressen heraus.

LINKS

• gEDA Tools: www.geda.seul.org (zahlreiche Electronic Design Automation tools unter GPL)
• Open Cores: www.opencores.org (freie IP Cores zumeist unter LGPL)

Email: <hsank AT ICHWILL gmx KEINENSPAM DOT de>

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