第1章
Arduino設計基礎

1.1　開源硬件概述

電子電路是人類社會發展的重要成果，在早期的硬件設計和實現上都是公開的，包括電子設備、電器設備、計算機設備以及各種外圍設備的設計原理圖，大家認為公開是十分正常的事情，所以早期公開的設計圖并不稱為開源。1960年左右，很多公司根據自身利益選擇了閉源，由此出現了貿易壁壘、技術壁壘、專利版權等問題，不同公司之間也出現了互相起訴。例如，國內外的IT公司之間由于知識產權而法庭相見的案例屢見不鮮。雖然這種做法在一定程度上有利于公司自身的利益，但是不利于小公司或者個體創新者的發展。特別是在互聯網進入Web 2.0的個性化時代后，更加需要開放、免費和開源的開發系統。

因此，在“大眾創業，萬眾創新”的時代背景下，Web 2.0時代的開發者開始思考是否可以重新對硬件進行開源。電子愛好者、發燒友及廣大的創客一直致力于開源的研究，推動開源的發展。從最初很小的東西發展到現在，已經有3D打印機、開源的單片機系統等。一般認為，開源硬件是指與開源軟件采取相同的方式，進行設計各種電子硬件的總稱。也就是說，開源硬件是考慮對軟件以外的領域進行開源，是開源文化的一部分。開源硬件可以自由傳播硬件設計的各種詳細信息，如電路圖、材料清單和電路板布局數據。通常使用開源軟件來驅動開源的硬件系統。本質上，共享邏輯設計、可編程的邏輯器件重構也是一種開源硬件，通過硬件描述語言代碼實現電路圖共享。硬件描述語言通常用于芯片系統，也用于可編程邏輯陣列或直接用在專用集成電路中，這在當時也稱為硬件描述語言模塊或IP核。

眾所周知，Android就是開源軟件之一。開源硬件和開源軟件類似，通過開源軟件可以更好地理解開源硬件，就是在之前已有硬件的基礎之上進行二次開發。二者也有差別，體現在復制成本上，開源軟件的成本幾乎是零，而開源硬件的復制成本較高。另外，開源硬件延伸著開源軟件代碼的定義，包括軟件、電路原理圖、材料清單、設計圖等都使用開源許可協議，自由使用分享，完全以開源的方式去授權，避免了以往DIY分享的授權問題；同時，開源硬件把開源軟件常用的GPL、CC等協議規范帶到硬件分享領域，為開源硬件的發展提供了規范。