开放源码硬件简史

开放源码硬件展望

摆在开放源码硬件支持者面前的一个颇有趣的问题是，"如果你要自己做一顿免费的晚餐，那么是否你做饭用米必须是自己种的，做饭用的锅碗瓢盆也必须是免费获得的 ?

一部分开放源码的信仰者坚持认为上述问题的答案是肯定的。因此，有一些人坚持开发了例如gEDA 的开放源码EDA工具。另一部分人则认为，开放源码硬件也可以利用商业工具和商业原材料，只要在此基础上做的系统设计开放出来就可以了。

在利用商业工具进行开放源码的设计方面，Xilinx 公司走在了业界前列， 例如，Xilinx公司开发的８位软处理器Picoblaze 是一种开放源码的８微处理器，而Xilinx公司的３２位软处理器Micoblaze是在Xilinx公司EDK软件下支持的处理器，Xilinx公司给出了非常多的可供下载的参考设计，颇具参考价值。 再加上对uclinux的官方支持，可以在Xilinx提供的EDK工具的基础上，利用Xilinx的参考设计并加以改进， 迅速搭建嵌入式系统， 并在uclinux的基础上完成应用软件设计。

在Xilinx 率先宣布65nm 的FPGA量产时，广大开放源码硬件爱好者面临的是可以容纳数千万门的可编程逻辑。传统的自底而上的设计很难快速地构建如此大的系统。电子系统级设计（ESL） 可以用高层次语言来描述系统需求，并自动生成硬件设计。例如，Xilinx的XtremeDSP方案, 可以在Matlab中，用Simulink这种图形化的方式搭建复杂的数字信号处理系统（例如3G/B3G数字前端）。

在开放源码硬件世界，也出现了诸如利用SystemC等高层次语言描述的系统（例如SystemCDES）.可以预计，随着开放源码硬件进一步普及和成熟，软件，硬件，系统设计，算法设计等会在开放源码的旗帜下日趋融合，数年之后，可下载的硬件设计 （Downloadable Hardware）可以出现在每个人的掌上。

开放源码硬件遇到的挑战

开放源码硬件从诞生到现在将近１０年了，很多人为它的发展付出了大量的努力，但至今采用开放源码硬件运用在实际应用系统中的案例几乎没有。究其原因，开放源码硬件面临的问题和挑战主要有：

1)免费EDA工具的获取。

尽管有Alliance 和 gEDA 等EDA工具可供使用，但它的功能和易用性和商业EDA软件相比还是不能相提并论。对于"非完美主义"的开放源码硬件设计者来说，适当采用商业软件是一个可以考虑的方案。　在商业软件中，由于FPGA厂商的软件工具（比如XILINX的ISE, EDK,CHIPSCOPE,SYSTEM GENERATOR等）可以通过大学计划获得捐赠，使得利用强大商业软件的支持进行开放源码硬件设计变得可能。

2)板卡制造成本

自己制作一块FPGA原型系统板的成本是相当可观的上市时间，在电子产品数月就换代的时代，上市时间是电子系统设计的一个关键因素，即使是采用商业IP, 都有可能遇到意想不到的整合问题；而 目前开放源码硬件在文档完备性，稳定性上，技术支持方面存在的诸多问题，更是使务实的设计者望而确步。

3)软件丰富性和工具链问题

如果采用开放源码的处理器，这就意味着从指令集到编译器到调试器都是重新开发的，几乎所有的软件都需要移植和重新编译，这使得开放源码的处理器的开发尤其困难。如果设计实际系统，人们更关心的是如何能解决问题。　商业处理器更能满足这种需要。

4)厂商支持

Linux得以蓬勃发展，除了广大爱好者的奉献之外，IBM 等大公司的积极推动也起了非常大的作用。 而开放源码硬件的发展，也离不开相关硬件厂商的支持。

正是由于这些挑战的存在，开放源码硬件的活动目前更多的集中在大学和研究机构中，尤其在不发达国家中，更多得起着硬件设计知识传播的作用。

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