2006年Sun公開其UltraSparc芯片的設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)，以便Linux操作系統(tǒng)和各種版本的BSD Unix操作系統(tǒng)更容易地與其兼容。另外，Sun公司總裁Jonathan Schwartz還宣布Sun將使用GPL（General Public License）來管理芯片設(shè)計(jì)的公開發(fā)布。
憑借Sun在產(chǎn)業(yè)界的地位，Sun的這個(gè)舉動在當(dāng)時(shí)將開源硬件推向人們注意力的焦點(diǎn)。然而傳統(tǒng)的半導(dǎo)體廠商對此響應(yīng)者廖廖，F(xiàn)PGA廠商賽靈思" title="賽靈思">賽靈思因其特殊的角色而大聲呼吁，并且將之帶到了中國，但其做法能否推動開源硬件在中國的發(fā)展？
開源硬件悄然興起
2008年4月20日，在無錫國家集成電路設(shè)計(jì)基地，一群電子工程相關(guān)專業(yè)的大學(xué)生收獲著自己辛勤努力的成果——在賽靈思舉辦的“中國電子學(xué)會Xilinx開放源碼" title="開放源碼">開放源碼硬件創(chuàng)新大賽”中取得各種獎項(xiàng)。必須承認(rèn)，這些迸發(fā)著靈感的設(shè)計(jì)還是稚嫩的，但也許這些學(xué)生自己也不清楚，他們是在見證一段注定要被記住的歷史——開源硬件在中國的艱難前行。
隨著芯片設(shè)計(jì)越來越向SOC方向邁進(jìn)，即在一個(gè)芯片中集成很多現(xiàn)有的IP核，以快速設(shè)計(jì)出系統(tǒng)。這時(shí)，IP核的可重用性和可更改性就成了最關(guān)鍵的問題，而開放源碼的IP核無疑在這方面具有先天優(yōu)勢。
1998年，Delft University of Technology 的一些學(xué)生和老師在互聯(lián)網(wǎng)上發(fā)起Open Design Circuits Group, 目的是開放電路設(shè)計(jì)并把它發(fā)布在網(wǎng)上，盡管這個(gè)小組的活動日漸稀少，但卻引發(fā)了日后兩個(gè)著名的開源硬件網(wǎng)站的產(chǎn)生：Opencores 和 OpenIPcore（2000年時(shí)，OpenIPcore 合并入Opencores）。越來越多的學(xué)校學(xué)生選擇把他們的設(shè)計(jì)公布到網(wǎng)上，并把許多功能集成到一起，以期完成很復(fù)雜的功能。
中國有案可查的開放源碼硬件項(xiàng)目是2001年3月啟動的OpenARM項(xiàng)目，在“中國芯”盛行的那幾年里，不少學(xué)校和研究單位參考開放源碼的處理器設(shè)計(jì)了自己的微處理器，這個(gè)時(shí)期，中國利用開放源碼硬件的資源進(jìn)行IC設(shè)計(jì)的方法開始悄然流行。
未來將是Designless
但就像Linux的蓬勃發(fā)展，部分得益于IBM 等大公司的積極推動，開源硬件的發(fā)展，也離不開相關(guān)硬件廠商的支持。賽靈思公司大學(xué)計(jì)劃部中國區(qū)經(jīng)理謝凱年告訴電子工程世界，賽靈思會一直推動開源硬件，而開源硬件設(shè)計(jì)大賽只是推動的手段之一。
商家從來都是無利不起早，賽靈思自然也不是在做公益事業(yè)。從中國工程院院士許居衍的論文《半導(dǎo)體特征循環(huán)與可重構(gòu)" title="可重構(gòu)">可重構(gòu)芯片》中，我們可以找到端倪。根據(jù)許居衍提出的“許氏循環(huán)”，半導(dǎo)體產(chǎn)品的主要特征將沿著“通用”與“專用”循環(huán)波動，每十年一次，從2018~2028年，將會重新走向通用。
資料來源：《半導(dǎo)體特征循環(huán)與可重構(gòu)芯片》（許居衍、尹勇生）
許居衍的判斷依據(jù)是，因?yàn)椤翱芍貥?gòu)計(jì)算是一個(gè)難度頗大、涉及面甚廣的課題，盡管當(dāng)前很多人在研究，但是無論在器件結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)還是在設(shè)計(jì)方法學(xué)方面，均存在不少問題，仍有很長的路要走。我們相信，可重構(gòu)計(jì)算技術(shù)的發(fā)展，終將推動主流應(yīng)用進(jìn)入U(xiǎn)-SoC通用波動，僅僅通過對“毛坯芯片” (Raw Chip)的配置編程就可以得到用戶自定義的功能電路，從而引導(dǎo)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)演變，促進(jìn)不做芯片設(shè)計(jì)而專事芯片應(yīng)用創(chuàng)新的Designless 商業(yè)模式的新興起?！?BR>
所謂的Designless，就是根本無需設(shè)計(jì)，自動生成集成電路，工程師只需要關(guān)注在應(yīng)用和功能上即可。但要實(shí)現(xiàn)Disignless的前提是必須軟硬件都開放，因?yàn)槿绻婚_放軟件，你不知道細(xì)節(jié)，因此還是無法生成一個(gè)設(shè)計(jì)。
因此，許居衍提出了“從MPU的‘軟’編程到FPGA的‘硬’編程看，一個(gè)邏輯的發(fā)展應(yīng)是‘硬’、‘軟’均可編程，即算法可編程、可重構(gòu)器件也可編程的U-SoC?！?BR>
謝凱年認(rèn)為，這意味著FPGA是極有前途的，因?yàn)楝F(xiàn)在只有FPGA才能做到在軟硬件間游刃有余。事實(shí)上也是如此，與開放源碼軟件的完全免費(fèi)不同，開放源碼硬件最終要物理實(shí)現(xiàn)才能驗(yàn)證其設(shè)計(jì)是否達(dá)到預(yù)期目的?？删幊踢壿嬈骷貏e是FPGA， 因其快速靈活、初期投入成本低廉，而成為開放源碼硬件最適合的開發(fā)平臺。可以看到的是，Opencores的設(shè)計(jì)主要都是在FPGA上進(jìn)行。
開源硬件挑戰(zhàn)重重
雖然FPGA為開源硬件的發(fā)展起到了基礎(chǔ)和推動的作用，但我們也很清楚，開源硬件的發(fā)展還在面臨很多挑戰(zhàn)。事實(shí)上，雖然開源硬件從誕生到現(xiàn)在已將近10年，很多人付出了大量努力，但至今采用開放源碼硬件運(yùn)用在實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)中的案例幾乎沒有。
究其原因，開放源碼硬件面臨的問題和挑戰(zhàn)主要有：
1)免費(fèi)EDA工具的獲取。盡管有Alliance 和 gEDA 等EDA工具可供使用，但它的功能和易用性和商業(yè)EDA軟件相比還是不能相提并論。
2)板卡制造成本。自己制作一塊FPGA原型系統(tǒng)板的成本是相當(dāng)可觀的。
3)上市時(shí)間。在電子產(chǎn)品數(shù)月就換代的時(shí)代，上市時(shí)間是電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一個(gè)關(guān)鍵因素，即使是采用商業(yè)IP, 都有可能遇到意想不到的整合問題；而目前開放源碼硬件在文檔完備性，穩(wěn)定性上，技術(shù)支持方面存在的諸多問題，更是使務(wù)實(shí)的設(shè)計(jì)者望而確步。
4)軟件豐富性和工具鏈問題。如果采用開放源碼的處理器，這就意味著從指令集到編譯器到調(diào)試器都是重新開發(fā)的，幾乎所有的軟件都需要移植和重新編譯，這使得開放源碼的處理器的開發(fā)尤其困難。如果設(shè)計(jì)實(shí)際系統(tǒng)，人們更關(guān)心的是如何能解決問題。
5)廠商支持。正是由于這些挑戰(zhàn)的存在，開放源碼硬件的活動目前更多的集中在大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)中，尤其在不發(fā)達(dá)國家中，更多起著硬件設(shè)計(jì)知識傳播的作用。不過，謝凱年對電子工程世界說，中國其實(shí)是最適合學(xué)習(xí)開源硬件，因?yàn)橹袊腎P保護(hù)相較很多國家還是較弱。
就像開源軟件在中國已擁有大量擁躉，開源硬件也終將迎來那一天。
注：文章中部分資料引用自賽靈思公司大學(xué)計(jì)劃部中國區(qū)經(jīng)理謝凱年整理的《開放源碼硬件簡史》，特此感謝