HARDWARE LIBRE Alumno: Deybe Ruiz Jara
Codigo: 2011200217
Se llama hardware libre a aquellos dispositivos de hardware cuyas especificaciones y diagramas esquemáticos son de acceso público, ya sea bajo algún tipo de pago o de forma gratuita. El hardware libre y por ende forma parte de la cultura libre y que va de la mano con la filosofía de software libre y que lo común entre softaware y hardware que corresponden a las partes tangibles de un sistema informático. Un ejemplo de hardware libre es la arquitectura Arduino cuyas especificaciones están disponibles bajo una licencia libre. El hardware libre fue iniciado en 2001 con elChallenge to Silicon Valley publicado por Kofi Annan. Debido a que la naturaleza del hardware es diferente a la del software, y que el concepto de hardware libre es relativamente nuevo, aún no ha surgido una definición exacta del término. Dado que el hardware tiene asociados a él costos variables directos, ninguna definición de software libre se puede aplicar directamente sin modificación. En cambio, el término hardware libre se ha usado principalmente para reflejar el uso del software libre con el hardware y el lanzamiento libre de la información con respecto al hardware, a menudo incluyendo el lanzamiento de los diagramas esquemáticos, diseños, tamaños y otra información acerca del hardware. De todos modos, incluye el diseño del hardware y la distribución de los elementos en la tarjeta madre. Con el auge de los dispositivos de lógica programable reconfigurables, reconfigurables, el compartir los diseños lógicos es también una práctica de hardware libre. En vez de compartir los diagramas esquemáticos, el código HDL es compartido. Esto difiere del software libre. Las descripciones HDL son usadas comúnmente para instalar sistemas SoC en FPGA o directamente en diseños ASIC. Los módulos HDL, cuando se distribuyen, son llamados semiconductor intellectual property cores , o núcleos IP. Existen muchas comunidades que trabajan en el diseño, desarrollo y pruebas de hardware libre, y que además brindan soporte. Algunas de ellas son Open Collector, OpenCores y el Proyecto gE.
Como ejemplo tenemos:
Raspberry Pi En 2006, los primeros diseños de Raspberry Pi se basaban en el microcontroladorAtmel ATmega644. Sus esquemas y el diseño del circuito impreso están disponibles para su descarga pública. En mayo de 2009, la Fundación Raspberry Pi fue fundada en Caldecote, South Cambridgeshire, Reino Unido como una asociación caritativa que es regulada por la Comisión de Caridad de Inglaterra y Gales. 14 El administrador de la fundación, Eben Upton, se puso en contacto con un grupo de profesores, académicos y entusiastas de la informática para crear un ordenador con la intención de animar a los niños a aprender informática como lo hizo en 1981 el ordenador Acorn BBC Micro.El primer prototipo basado en ARM se montó en un módulo del mismo tamaño que una memoria USB. Tenía un puerto USB en un extremo y un puerto HDMI en el otro. El Raspberry Pi es un ordenador de placa reducida ( SBC ) de bajo costo desarrollado en Reino Unido por la Fundación Raspberry Pi, con el objetivo de estimular la enseñanza de ciencias de la computación en las escuelas. El diseño incluye un System-on-a-chip Broadcom BCM2835, que contiene un procesador central (CPU) ARM1176JZF-S ARM1176JZF-S a 700 700 Mhz (el firmware firmware incluye unos unos modos “Turbo” “Turbo” para que que el usuario pueda pueda hacerle hacerle overclock de hasta 1 GHz sin perder la garantía), un procesador gráfico (GPU) VideoCore IV, y 512 MB de
memoria RAM aunque originalmente al ser lanzado eran 256 MB. El diseño no incluye un disco duro o una unidad de estado sólido, ya que usa una tarjeta SD para el almacenamiento permanente; tampoco incluye fuente de alimentación o carcasa. El modelo B se vende a 35 $ y el modelo A a 25 $. El 29 de febrero de 2012 la fundación empezó a aceptar órdenes de compra del modelo B, y el 4 de febrero de 2013 del modelo A. La fundación da soporte para las descargas de las distribuciones para arquitectura ARM, Raspbian (derivada de Debian), RISC OS 5, Arch Linux ARM (derivado de Arch Linux) y Pidora (derivado de Fedora); y promueve principalmente el aprendizaje del lenguaje de programación Python, y otros lenguajes como Tiny BASIC, C y Perl.
Arduino Arduino es una plataforma de hardware libre, basada en una placa con un microcontrolador y un entorno de desarrollo,diseñada para facilitar el uso de la electrónica en proyectos multidisciplinares. El hardware consiste en una placa con un microcontrolador Atmel AVR y puertos de entrada/salida. Los microcontroladores más usados son el Atmega168, Atmega328, Atmega1280, ATmega8 por su sencillez y bajo coste que permiten el desarrollo de múltiples diseños. Por otro lado el software consiste en un entorno de desarrollo que implementa el lenguaje de programación Processing/Wiring y el cargador de arranque (boot loader) que corre en la placa. Desde octubre de 2012, Arduino se usa también con microcontroladoras CortexM3 de ARM de 32 bits, que coexistirán con las más limitadas, pero también económicas AVR de 8 bits. ARM y AVR no son plataformas compatibles a nivel binario, pero se pueden programar con el mismo IDE de Arduino y hacerse programas que compilen sin cambios en las dos plataformas. Eso sí, las microcontroladoras CortexM3 usan 3.3V, a diferencia de la mayoría de las placas con AVR que usan mayoriamente 5V. Sin embargo ya anteriormente se lanzaron placas Arduino con Atmel AVR a 3.3V como la Arduino Fio y existen clónicos de Arduino Nano y Pro como Meduino en que se puede conmutar el voltaje. Arduino se puede utilizar para desarrollar objetos interactivos autónomos o puede ser conectado a software del ordenador (por ejemplo: Macromedia Flash, Processing, Max/MSP, Pure Data). Las placas se pueden montar a mano o adquirirse. El entorno de desarrollo integrado libre se puede descargar gratuitamente. Al ser open-hardware, tanto su diseño como su distribución es libre. Es decir, puede utilizarse libremente para el desarrollo de cualquier tipo de proyecto sin haber adquirido ninguna licencia. El proyecto Arduino recibió una mención honorífica en la categoría de Comunidades Digital en el Prix Ars Electrónica de 2006. Esquema de pines Entradas y salidas.
Poniendo de ejemplo al Diecimila, consta de 14 entradas digitales configurables entrada y/o salidas que operan a 5 voltios. Cada pin puede proporcionar o recibir como máximo 40 mA. Los pines 3, 5, 6, 8, 10 y 11 pueden proporcionar una salida PWM (Pulse Width Modulation). Si se conecta cualquier cosa a los pines 0 y 1, eso interferirá con la comunicación USB. Diecimila también tiene 6 entradas analógicas que proporcionan una resolución de 10 bits. Por defecto miden de 0 voltios (masa) hasta 5 voltios, aunque es posible cambiar el nivel más alto, utilizando el pin Aref y algún código de bajo nivel.
Udoo UDOO es un mini PC que puede funcionar tanto con Android o Linux, con una tarjeta compatible con Arduino incrustado. Se trata de una placa de prototipo de gran alcance para el desarrollo y diseño de software, es fácil de usar y permite crear proyectos con conocimientos mínimos. UDOO fusiona diferentes mundos informáticos en uno; cada mundo tiene sus fortalezas y debilidades, y todos ellos son útiles en la actualidad en la educación, así como Do-It-Yourself (DIY) y los esfuerzos de prototipado rápido. UDOO es un hardware de bajo costo ordenador abierto equipado con un procesador Freescale ARM i.MX6 para Android y Linux, al lado de Arduino DUE ARM SAM3X, tanto CPU integrado en la misma placa Objetivos UDOO: •
Desarrollar un producto innovador para un mercado en crecimiento
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Dar una nueva visión al marco educativo: la idea es formar una nueva generación de ingenieros, diseñadores y desarrolladores de software especializado en tecnología digital: computación física, arte multimedia, artes interactivas, IO ...
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Impulsar el mundo DIY Ofrecer una plataforma de bajo costo integrado por el arte interactivo con herramientas poderosas: Procesamiento, OpenCV, PureData, openFramework.
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Proporcionar a las empresas una gran herramienta para el prototipado rápido
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El Udoo permite también trabajar con tarjetas como ejemplo las tarjetas SD.
Uzebox Uzebox es una videoconsola libre de diseño retro. Se basa en el microcontrolador AVR de 8 bits de Atmel. La particularidad del sistema es que utiliza un kernel impulsado de interrupción y no tiene framebuffer. Las funciones tales como sincronizar la generación del video, azulejos y la mezcla de audio se realizan en tiempo real por una tarea de fondo para que los juegos se pueden desarrollar fácilmente en C. El objetivo de diseño iba a ser tan simple como fuera posible con un buen sonido y buenos gráficos. Bastante tiempo que deja suficientes recursos para ejecutar juegos interesantes. Se hizo hincapié porque es fácil y divertido de montar y para cualquier programa de aficionados. El diseño final incluye dos fichas: una ATmega644 y un AD725 RGB a convertidor de NTSC. Características del Uzebox
• Bajo conteo de piezas y costo: El sistema se compone de sólo dos chips y componentes discretos. • Kernel manejada por interrupciones: No requiere contar ciclo, la generación de mezcla de sonido y vídeo son los realizados en el fondo. • 256 colores simultáneos: Conseguido mediante un DAC resistencia escalera R-2R. • 4 canales de sonido del motor: El subsistema de sonido se compone de 3 canales de tabla de ondas y el ruido de un canal o PCM. • En MIDI: Con un secuenciador de música, permite la creación de música directamente en la consola. • Controladores retro: Las entradas joypad utilizan el estándar NES/SNES como interfaz de controladores. • Apoyo SNES Mouse. • Interfaz de tarjetas SD/MicroSD. • Ampliable: líneas I/O y periféricos están todavía disponibles, como el UART y SPI para un puerto para experimentar. • Emulador: Un ciclo perfecto completo, el emulador facilita enormemente el desarrollo. • Gameloader (beta): Carga juegos flash almacenados en tarjetas SD. • API: Desarrollar juegos que utilizan una API que proporciona múltiples modos de vídeo, el controlador de sonido y más. • Open Source: El software y el diseño de hardware son totalmente gratis y bajo la licencia GPL.
OpenMoko OpenMoko es un proyecto para crear una plataforma para smartphones usando software libre. Usa el núcleo Linux, junto con un entorno gráfico de usuario construido con el servidor X.Org, el toolkit GTK+ y el gestor de ventanas Matchbox. Está basado en el framework de OpenEmbedded y el sistema de paquetes ipkg. OpenMoko se anunció en 2006 por sus fundadores: First International Computer (FIC). Los distintos modelos del teléfono son nombrados con las siglas GTA, que significa GNU Telephony Appliance. El 2009-04-02 Openmoko canceló los teléfonos planeados y se concentrará en el actual FreeRunner y otros dispositivos. Un Neo1973, el primer smartphone que funciona con OpenMoko.Hasta hoy se han desarrollado 4 versiones.
USRP (Universal Software Radio Peripheral) Los productos de Universal Software Radio Peripheral (USRP) son computadoras alojadas en radios de software. Están diseñados y vendidos por Ettus Research, LLC y su empresa matriz, National Instruments. La familia de productos USRP pretende ser una plataforma de hardware relativamente barato para la radio software, y es comúnmente utilizado por los laboratorios de investigación, universidades y aficionados. USRPs conectan a un ordenador central a través de una alta velocidad de USB o Gigabit Ethernet de enlace, que el software basado en host utiliza para controlar el hardware USRP y transmitir / recibir datos. Algunos modelos USRP también integrar la funcionalidad general de un equipo host con un procesador embebido que permite la Serie Embedded USRP para operar en un modo autónomo. La familia USRP fue diseñado para la accesibilidad, y muchos de los productos son de código abierto. Los esquemas de mesa para los modelos USRP están disponibles gratuitamente para su descarga, los productos USRP se controlan con el código abierto controlador UHD. USRPs son de uso general con la Radio GNU suite de software para crear sistemas de radio definidos por software complejos. La familia USRP fue desarrollado por un equipo dirigido por Matt Ettus. Aplicaciones
Esta es una lista de algunas de las aplicaciones de la USRP se ha utilizado para: Un APCO25 compatible receptor y decodificador transmisor. RFID lector Equipos de prueba Un celular GSM estación base Un GPS receptor Una radio FM receptor Un transmisor de radio FM Una televisión digital ( ATSC) decodificador Radar pasivo Radar de apertura sintética Una radio de aficionados Una ayuda de enseñanza Digital Audio Broadcasting (DAB / DAB + / DMB) transmisor WiMAX móvil receptor con USRP N2x0
OpenSPARC OpenSPARC es un proyecto de hardware libre SPARC iniciado en diciembre de 2005 que goza de una licencia GPLv2. La contribución inicial al proyecto fue el código Verilog de nivel de transferencia de registro (RTL) para un microprocesador completo de 64 bits y 32 hilos de ejecución (threads), este era el RTL para el procesador UltraSPARC T1, de la empresa Sun Microsystems. El 21 de marzo de 2006, Sun lanzó el código fuente para el núcleo T1 IP bajo la licencia pública general GPL. El 7 de agosto de 2007, Sun anunció que el RTL para el procesador UltraSPARC T2 también estaría disponible a través del proyecto OpenSPARC. Implementaciones derivadas • UltraSPARC T1 • UltraSPARC T2 • S1 Core - Una implementación derivada
