开源硬件加快发展:创客扎堆巨头加盟

sunyue777

       软件的开源在科技界有着悠久的历史。开放源码让安全漏洞更易暴露，迭代快速满足用户需求，同时第三方还可以用它来开发新产品。但开源硬件并不如前者那样为人熟知，并且一直到近几年才逐渐发展有模有样，渐成潮流。

　　而开源硬件的快速发展离不开这样一群人，那就是“创客”。著名的《长尾理论》作者克里斯•安德森推出的新书《创客•新工业革命》让“创客”一词举世皆知，引来科技、企业与投资界的广泛关注。

　　在搜狐网最近发布的《中国创客白皮书2013》中，以各式各样的定义为依托，提炼出了关于创客的几个关键词：“创新”、“实践”、“分享”。着眼于此，《白皮书》为“创客”分别作出广义和狭义的定义——广义的“创客”是指将自己的创意想法变成现实并乐于分享的人，这个定义涉及的范围很宽广。狭义的“创客”则指利用开源硬件和软件将创意现实化的人。这不仅是安德森在《创客：新工业革命》中描述的创客类型，也是目前国内外创客们的主要发展方向。

　　推动新兴事物的发展并要形成一股潮流，人和工具总是密不可分的两个关键要素。开源硬件就是这样一个载体，让“创客”的各种创意得以实现。Arduino无疑是时下最为流行的开源硬件的代表。

　　Arduino给自己的定位是开源电子原型开发平台，其软硬件设计资料都是全面开放，构成一个可供用户搭建机器人或者各类电子项目的开发环境。所以为什么要做Arduino，或者说为什么要做开源硬件？“因为开源硬件使得人们更容易地开发自己的产品。”Arduino的创始人Banzi表示，“人们现在能在 Arduino或者BeagleBone（同类产品）上做最初的原型开发，最后如果设计想要量产，他们也可以采购对应的处理器尔后在产品中使用我们的设计。”

　　Arduino电路板的优势在于即使不懂电脑编程也可以用Arduino做出很酷的设计。他们把设计图纸放到了网上并开放了源代码，采取了共享创意许可的方式，即不需要经过Arduino团队同意，任何人都可以生产电路板的复制品或者重新设计电路板，甚至销售原设计的复制品，唯一保留的只有Arduino的商标。在此趋势下，Arduino很快成为著名的开源电子原型平台社区，汇聚了大量的艺术家、设计师以及业余爱好者。

　　作为最为流行的开源硬件，Arduino最近的发展非常迅速。最新的消息显示，Arduino有轮子了!这是由Arduino官方开发出来的新产品，称为Arduino Robot，而顾名思义，这是一款专为机器人设计而定位的产品。

　　来看看它的规格。Arduino Robot由两块圆型的电路板所组成，上层为控制板，拥有LCD面板、四个按钮、一个扬声器、一个数字罗盘和三颗LED;下层为马达驱动板，附上两个轮子、可配置四颗AA电池，以及五颗IR传感器及相应的LED。这两个板子上各有一颗与Leonardo板相同的Atmega32u4处理器(Atmel制造)。

　　有了这么一组功能齐备的开发工具包，Maker们将更容易打造出一些机器人原型。不过，对于要求更大设计弹性的玩家来说，可能还是会买个Uno或Leonardo，再配个马达控制扩充板，自行搭配马达、Servo、致动器来组合吧。不过，Arduino Robot还是切入机器人设计的极佳入门选择。

　　如果你对这款新产品有兴趣，Arduino创办人Massimo Banzi亲自录制了五集视讯教程，一一探讨这款新式轮式开源硬件的各种特征。本系列教程在意大利罗马的创意嘉年华大会(Maker Faire)上推出，可透过 RS Components 的 YouTube 独家频道观看。主要媒介语为英语，且备有法语、德语、简体中文、繁体中文和日语字幕版本(目前繁体中文版有三部上线了)。
最近，Arduino不仅有了轮子，也开始和云计算有了亲密的接触。全球领先的电子与维修产品高端服务分销商 Electrocomponents plc（LSE:ECM）旗下的贸易品牌 RS Components（RS）目前正在备货 Arduino 云 (Arduino Yun)。Arduino 云将 Arduino 开源体系结构与 Linux 系统整合在一块开发板，是 Arduino 家族中首个无线产品成员。

　　Yun 就是汉语中的“云”，Arduino 云将现有的 Arduino Leonardo 与一个嵌入式 Atheros AR9331 Wi-Fi 系统级芯片（SoC）集成到一起。Arduino Leonardo 基于 Atmel 的 ATmega32u4 8位微控制器，SoC 则运行 OpenWRT 的 MIPS GNU/Linux 版本 -- Linino。此板的主要特色是桥接库，通过将所有网络连接以及 HTTP 事务委托给基于 Linux 的 SoC，可轻松导航复杂的 web 服务，比如 XML 等冗长且大量占用内存的文本格式。

　 　与Arduino Leonardo一样，Arduino 云具有14个数字输入/输出引脚、7个脉宽调制（PWM）通道和12路模拟输入等特色。它还内置1个 16MHz 晶振、1个 microUSB 连接器，外加1个 USB-A 端口和1个兼容 PoE 的 microSD 卡插槽用于存储扩容。首次作为一个 Wi-Fi 接入点通电时，Arduino 云会创建一个名为“Arduino”的 Wi-Fi 网络。

　　而各大巨头也看到了开源硬件巨大的发展价值，纷纷加入到了推动Arduino的发展中来。开源硬件平台Arduino近期发展再添柴薪，除英特尔(Intel)正式宣布将与其展开合作外，既有协力夥伴德州仪器(TI)亦推出性能更强的新一代开发板ArduinoTRE，皆将有力Arduino扩大市场应用版图。

　　Arduino平台效能在德州仪器推出搭载SitaraAM335x处理器的ArduinoTRE开发板 后，大幅跃升至新的里程碑。Banzi指出，在德州仪器SitaraAM335x处理器的助力下，ArduinoTRE开发板将具备高达1GHz的运算效 能，可用以执行完整版Linux作业系统。

　　也就是说，Arduino使用者不再需要个人电脑(PC)，就可获得Linux的完整功能以及乙太网路、XBee无线电广播、通用 序列汇流排(USB)与控制区域网路(CAN)等各种连结选项，从而可利用高解析度液晶显示萤幕(LCD)、硬体加速3D绘图，以及更多的连结功能，来开 发更高阶应用，如三维(3D)印表机、自动化建筑闸门、自动化照明装置、透过感测器搜集/分析资料的无线遥测集线器，以及各种需要高阶控制装置与即时运算 的自动化应用设备。

　　而Arduino社群共同创办人MassimoBanzi表示，透过将英特尔解决方案导入到Arduino开发板，将有助打造出更多令人耳目一新的开发载具，并协助促成令人振奋的创新成果。

　　这里我们要提一下英特尔最新推出的新产品－Galileo开发板。伽利略是一款计算机主板，没有外壳。伽利略配置英特尔能耗极低的Quark处理器。Quark面向可穿戴设备和小型电子产品，完全支持Arduino开发环境。它是新系列Arduino相容开发板中首款采用英特尔架构的产品，能执行开放原始码的Linux作业系统以及Arduino软体函式库，且允许使用者在MacOS、Windows、Linux等不同系统中编修/撰写程式。

    据了解，IntelGalileo系采用英特尔32位元单核心QuarkX1000系统单晶片(SoC)，其运作时脉最高可达400MHz，可适于用来设计简单的互动装置，如回应社群媒体内容的发光二极体(LED)显示灯号、自动化家电及智慧行动装置遥控机器人等。

　　最新的消息显示，英特尔开放源代码计算机伽利略(Galileo)已经开始向经销商交付，将于未来两周后正式发售。英特尔发言人克劳丁·曼加诺(Claudine Mangano)当地时间周一通过电子邮件表示，“伽利略计算机将于未来两周通过欧洲和美国部分经销商发售。”

　　而这款新产品的推出，也包含着一个人的创客情结。英特尔新任CEO布莱恩·科再奇(Brian Krzanich)喜欢把自己描述成一个充满激情的创客。在担任CEO之前，科再奇的大部分时间待在英特尔工厂，只要发现任何一个可能缩短流程或创新的环节，他就发起小组讨论，推进团队改进。

　　如今，这位新上任6个月的CEO正结合自己的爱好，亲自带领团队研发了英特尔首个开源硬件—伽利略电路板。开源硬件和开源软件类似，就是在之前硬件的基础上进行二次创意。10月3日是罗马盛况空前的创客节，科再奇在会上宣布，英特尔与创客和教育界领先的开源硬件平台公司Arduino达成合作协议。而伽利略电路板正是基于英特尔架构并兼容Arduino的可开发电路板系列的首款产品。

      这并不是英特尔一次蓄谋已久的计划。科再奇从思考、设计、生产出成品，以及最后与Arduino达成合作，一共不到4个月的时间。位于爱尔兰的研发团队仅用了2个月就完成了电路板设计。在英特尔内部员工眼中，这就是典型的“科再奇”风格：敢想敢说敢做。

　　科再奇对创客运动的热爱不止于此。他专门拿出了300块伽利略电路板分发给英特尔内部的创客们，希望建立一个英特尔创客市场，并从内部发现对此有更深刻理解的员工。英特尔亦面向美国高中女生群体发起创客活动。科再奇号召英特尔全体高管以及技术人员多与学生交流，听取他们提供的想法让设计更有新意。

　　目前，在罗马创客节中有90%的创客使用了Arduino的平台，这也正是英特尔选择与之合作的重要原因之一。在此次合作中，创客们使用的主要是基于Linux的开源软件，英特尔提供开源硬件。这种做法是英特尔历史上的第一次，它希望汇聚更多设计者和创客在伽利略电路板上做开发。

　　而随着Arduino的快速发展，我们如今才能看到许多出彩的基于Arduino的创客作品。BOXZ，昵称盒仔，其创意始于2012年6月初。当时的想法是设计一款入门级的机器人，可以和三五好友在有限的空间里进行踢足球等互动，而且要做到取材容易制作简单，同时还要注重外观拥有个性。

　　在设计的时候采用了模块化的接插结构，材料用硬纸板裁切就行，组装就像搭积木一样简单。为了保障竞技的公平性，BOXZ的机械壳体长宽高尺寸被限定在128MM。而个性化则体现在丰富的皮肤模板，可自定义编程，可扩展的传感器接口等方面。不仅如此，BOXZ是一个开源的项目，我们希望给大家提供一个平台，一系列的解决方案，所以大家完全可以制作一套独一无二的盒仔。

　　经过一年多的沉淀，我们的盒仔功能也越来越完善。期间还得到了Seeedstudio和DFRobot的大力支持，以及很多热心极客的加入。同时也非常高兴的看到有网友在制作自己心中的BOXZ。我们将之前的系列教程汇总成一篇2013完整版呈现给大家，同时也分享一些调试经验。希望可以帮助更多的爱好者拥有属于自己的机器人！

　　这是一款来自KS众筹平台的多功能模块化控制器！允许你用个性化的方式控制任何你想控制的软件。可能你看到图片中控制器的样子还以为这玩意儿是用来控制音响或者和DJ有关？没错，你猜对了！不过你只猜对了一半，它可不单单只是能控制音响设备，因为是模块化设计，所以它还有很多个性化的模块可以拼接起来，激发你从小就有戳各种按钮兴趣的控制欲。

　　这款设备名字叫“Palette”（调色板），来自加拿大的一个创客团队，团队就俩人，一个貌似来自印度（呵呵，看过我之前文章的猫友一定会发现，印度三哥无处不在...）还有一个人是来自咱国内的小帅哥。而且两人设计的这款模块控制器大部分零件都是跑去深圳华强北搞到的。

　　这款模块控制器由若干个“模块”组成，是一种自由硬件接口设备，用哑光铝材料打造。从图中可以看到，有滑动条、旋钮、按钮、显示屏等等模块。因为是开源设计，所以它的功能拓展性很强大，你可以依你自己的口味自由设置排列好需要的模块然后控制你想控制的任何软件。比如MIDI模式下DJ用来做混音（上图中的MIDI模式下模块周围会有彩色LED灯闪烁，很漂亮）、设置按钮模块来打一场《星际争霸》、设计人员用它来进行PS等软件上的图像微调、你甚至可以连接Skype用它来进行拨号操作等等。设备支持win、OS、Linux全系统平台。

　　当然开源硬件决不仅仅局限于Arduino，还有其他产品也于最近纷纷露面。Phoenix主板，它体积小巧，一手掌握；它性能强大，双核cpu和双核GPU可满足家庭影音娱乐；它外围接口丰富，使得您需要产品原型设计，以及DIY新奇开发有用武之地；它平台开放，包括Android源代码和Linux源代码以及详细的硬件设计资料；Phoenix非常适用于教育领域，愿意为提升国人嵌入式水平做一点微薄的贡献；您可以用这个板子来学习Android和Linux的最新技术，以及各种复杂的硬件设计。

      

时下流行的手机也进入了开源硬件的项目里。还记得之前大受追捧的模块化手机的概念视频吗？尽管因为硬件的原因我们认为这一概念的实施可行性不是很大，所以这款引发众人惊呼的自定义神器的结局难免会让不少人感到失望。

　　不过所幸的是，现在摩托罗拉移动声明他们已经筹划搭建起一个代号“Ara”的项目，其主要目的是为了给模块化手机提供一个广泛交流合作的硬件平台，让用户可以自由选择自己想要的手机配件，然后组装起来。

　　这个项目的目标是制作一套手机框架，可以根据用户的偏好向其中添加不同的模块，包括处理器、电池或存储芯片。基于此，摩托罗拉移动就在软硬件层面筹划的模块化手机就有了先天性的优势。据悉，摩托罗拉的模块化手机概念是有一个可定制化的主体，然后用户可以根据需要自行添加合适的处理器。电池等硬件器件，从而打造一款个性鲜明的模块化手机。

        摩托罗拉近日还同3D Systems公司签署了一份数年的长期合同，主要利用3D打印技术让该平台迅速推广。3D Systems公司表示摩托罗拉通过将手机模块化，未来将会把导电和功能性材料都交给3D打印，一旦开发阶段完成之后3D Systems公司将会成为摩托罗拉3D打印的Ara智能手机模块的独家合作伙伴。　　

       开源硬件平台 Arduino 幕后的打造者之一 David Mellis近日也发布了DIY智能手机的蓝图，让那些喜欢动手并且有耐心有时间的人，打造自己的手机。

　　Mellis 使用了现成的 Arduino GSM Shield，一个让设备可以接入蜂窝网网络的开源硬件，这也算是手机最基础的功能。除此之外，你手机上的任何部件都需要由你添加，比如屏幕、按钮、扬声器、甚至整个手机界面等，之后你便可以接打电话、发短信、储存联系人并且手机还能显示时间。

　　Mellis 正在将整个项目搬到 Github 上，包括了自己打造手机的步骤和三个电路板的蓝图，使用 OSH Park 激光打印机打印这三种电路板也只需要近 60 美元。Mellis 表示这样打 DIY 手机的成本也就在 200 美元上下。

　　而开源硬件的发展也让一些硬件巨头感到了压力，他们也开始对开源敞开了怀抱。AMD于今日宣布了其正在与开源社区和技术伙伴们联手推动其下一代"加速处理器"(APU)产品的消息。该公司研究员Phil Rogers在主题演讲中强调："AMD正在改进软件和协助其他开发者利用APU技术"。APU采用了由HSA Foundation维护的异构系统架构(Heterogeneous System Architecture)，在单一芯片上整合了Radeon图形引擎和x86处理器，能够让加速器和图形处理器运行在与系统CPU相同的水平。

　　异构系统架构(HSA)允许程序使用图形处理器进行浮点运算，而无需独立的内存或任务调度，因此可以有更好的低层系统集成和速度的相应增加。该技术概念通常用于移动设备的"片上系统"(SoC)。但是AMD也已经开发了能够帮助开发者们利用HSA架构的工具软件。

　　Oracle和AMD合作的Sumatra GCC/HSA项目，为Linux GCC编译器带来了这项技术(它为开源社区集成了AMD clMath库)。而AccelerEyes的ArrayFire 2.0，则为Windows和Linux开发人员带来了能够利用GPU计算的简易API。

　　另一方面，开源驱动是Linux开发者、用户非常在意的东西，但可惜的是，不少公司对此并不关心，比如NVIDIA就一向对开源显卡驱动不感冒，Linux社区对其非常不满，Linus Torvalds甚至曾经在公开场合大骂“Fxxk You”。

　　NVIDIA一向偏爱自己的闭源驱动，省事好用，可以基于内部代码迅速发布高性能驱动，但缺乏稳定的外部驱动API，对内核开发非常不友好，因此想整合到新内核里困难重重，导致开发者怨气冲天。

　　不过很快，情况就要有所变化了。首先，NVIDIA将在其官方网站上公布一些基本的GPU文档，帮助N卡开源驱动工程Nouveau改善其驱动质量和功能。更进一步地，NVIDIA的部分驱动开发人员也会站出来，回答开发者们有关N卡驱动的疑问，拉近彼此距离。

　　总的来说，开源硬件在时下迎来了快速的发展期，创客们的不断努力和层出不穷的新创意成为了这个潮流的主要推动者。各大巨头也纷纷为这一潮流所吸引，放下身段投身其中。开源硬件的未来会走向哪里，让我们一起拭目以待！