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Apresentação realizada na Trilha Arduino do (The Developers Conference) TDC 2010 realizado 22 de Agosto em São Paulo
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Contextualizando o Arduino pela veia OSHW
Panorama Atual e PerspectivasTrilha Arduino
Alberto Fabiano [email protected] @techberto
Physical x Embedded Computing
Physical
Computing
(OSHW)
Embedded
Computing
Physical Computing
• Sistemas interativos compostos de: Sistemas Digitais (hardware) Capacidade de serem programáveis (software – firmware) Entradas para sensoriamento (sensing) Canais de interação (output) ao mundo analógico (mixed signal)
• Empregado em: Sistemas Inteligentes Automação de processos DIY (Do It Yourself):
• Ação que traduz um espírito empreendedor e anarquista que (reza a lenda) teria surgido com a cena punk underground
• Assim, minha avó é punk antes dele ter surgido Arte digital Hardware Hacking
Physical x Embedded Computing
Physical
Computing:
(OSHW)
DIY
Embedded
Computing:
Industrial
Quase lá...
Causa Raiz
Estágios da Evolução
.O princípio
Provocação Referencial
1974: Construa o MARK 8 “Seu minicomputador pessoal!!!”Baseado no Intel 8080
Revista oferecia de forma livre:• Layout de PCB• BOM: Lista de Componentes • How-to de construção
Marco Referencial
1975: Primeiro Rival do MARK 8: ALTAIR 8800Baseado no Intel 8080
Revista oferecia de forma livre:• Layout de PCB• BOM: Lista de Componentes • How-to de construção • Contato para compra do Kit Montado
Provocação Referencial
1975: AMI 6800: Clone do ALTAIR 8800Baseado na MPU Motorola 6800
Revista oferecia de forma livre:• Layout de PCB• BOM: Lista de Componentes • How-to de construção • Contato para compra do Kit Montado
Open Hardware Convergente
1976
Fim do Romantismo do Homebrew Computer
Início de uma nova “Era”
1977
Curiosidade
1970: Datapoint 2200 Intel 8008 Based: Instruções x86 Datapoint OS
Inspiração para o IBM PC
Portanto ele foi seminal e revolucionário
Engenharia de DesenvolvimentoPeríodo Pré-ContemporâneoModelo Genérico
Hardware Firmware Software
Engenharia de Desenvolvimento Período Pré-Contemporâneo
Hardware Firmware Software
Engenharia de Desenvolvimento Contemporâneo
Engenharia de Desenvolvimento Contemporâneo
Hardware
SoftwareFirmware
TIC – Tecnologia da Informação & Comunicação
Hardware
Firmware
Software
OSHW Open Source Hardware
Hardware com documentos de design de projeto, montagem e desenvolvimento (como drivers bare-metal) oferecidos com licenças e metodologias FOSS
? OSHW é parte do movimento e da “Cultura Open Source”
Iniciado muito antes das definições das terminologias
...contextualizando o Open Source Alguns Milestones históricos:• 1908: Santos Dummont abriu o projeto Demoiselle para domínio público• 1911: Automobile Manufacturers Association – Patentes Compartilhadas “free”• 1955: SHARE – UG do IBM 701: primeiras experiências de Software Livre e Open Source• 1957: O termo “hacker” nasce no TMRC – incorporado na programação dos TX-0 e PDP-1• 1969: DARPA inicia via RFC a especificar a ARPANET via padrões abertos• 1969: UNIX começa a ser desenvolvido por Ken Thompson• 1973: UNIX é reescrito por Dennis Ritchie e Ken Thompson em Linguagem C• 1874: Em julho a revista Radio-Electronics lançou o MARK-8• 1975: Em janeiro a Popular Electronics, lançou o MITS Altair 8800• 1975: Em março é fundado o Homebrew Computer Club• 1975: Em dezembro a revista Electronics Magazine lança o IMSAI 8800: primeiro usável• 1976: Em março no Homebrew Computer Club é lançado o Apple I• 1977: UNIX começa a ser distribuído para universidades com código fonte• 1983: Projeto GNU é iniciado por Richard Stallman• 1984: É iniciado o desenvolvimento do GNU Operation System• 1985: Fundada a Free Software Foundation
E nasce o termo• 1991: Inicia o desenvolvimento do Linux Kernel pelo Linus Torvalds• 1992: Linux Kernel é licenciado via GPL• 1997: Eric S. Raymond publica a “The Cathedral and the Bazar”• 1998: Termo é criado num núcleo da Netscape e via Eric S. Raymond começa a propagá-lo.• 1998:Tim O´Reilly realiza a "Freeware Summit" e convida Brian Behlendorf, Linus Torvalds, Larry
Wall, Eric Allman, Guido van Rossum, Michael Tiemann, Paul Vixie, Jamie Zawinski da Netscape, Eric Raymond, Jon "maddog" Hall entre outros e este evento elegeu o termo para definir algo que já se fazia a anos
• 1998: A organização OSI: Open Source Initiative e ESR foi eleito seu presidente• 1999: Surge a OpenCore apoiada pela OSI - Focado em IP Cores• 2002: O termo FOSS é empregado oficialmente pela primeira vez• 2005: Italiano Massimo Banzi inspirado na idéia do Wiring cria a plataforma Arduino para
robótica• 2006: OSHW se popularizou via a plataforma Arduino e ações, por exemplo da revista Make• 2007: O termo COSS é empregado pela primeira vez• 2007: A Tucson Amateur Packet Radio lança versão 1.0 da TAPR Open Hardware License• 2007: TAPR OSHW questionado pela OSI• 2010: Consenso de definição do termo OSHW baseado nas definições OSI
Segredo do Sucesso
Arduino
Cross-platform
Open SourceHardwareSoftwareFirmware
Amigável por Concepção
Abundante em
Projetos,Artigos e
Documentos
Ferramental de Fácil Instalação
Barato e Flexível
Alma do Arduino
Microcontrolador concebido em 1996 MCU de 8-bits RISC Arquitetura Harvard Primeiro a empregar memória flash on-chip reprogramável, diferente do
conceito existente até então de ROM, EPROM ou EPROM programável Arquitetura de instruções otimizadas para linguagem C
Universo Além do Arduino
Categorias de Projetos OSHWOpen Source Hardware
Plataformas de Prototipagem Ferramental e Plataformas de Desenvolvimento Impressoras 3D Projetos “Blinky” Relógios Jogos, Entretenimento e diversão Imagens Bio e médicos Telecomunicações UAVs Wireless e GPS
Plataformas de Prototipagem
Hawkboard
Plataformas de Prototipagem
Beagleboard (XM)
• Super-scalar ARM Cortex TM -A8• 512-MB LPDDR RAM• High-speed USB 2.0 OTG • USB 2.0 hub com 10/100 Ethernet• DVI-D • S-video (TV out)• Stereo audio out/in• JTAG• High-capacity microSD slot and 4-GB microSD card• Camera port
Plataformas de Prototipagem
Buglabs
Core Board / BugBase:• 532Mhz ARM 11 • 128 MB SDRAM, 32 MB on-board flash storage,• MicroSD card interface (support up to 16GB)• Integrated 802.11b/g WLAN• Bluetooth 2.0 + EDR• 4 BUGmodule interfaces• Hardware graphic acceleration and built-in MPEG4• phoneME Advanced Personal Profile JVM• Fast-charging internal Li-ION battery (1100 mAh)• USB 2.0 OTG High Speed host interface• 3 UART, 3 canais de SPI, 4 canais de I2C, 2 canais de I2S• 10/100 Ethernet MAC• JTAG/ICE support• Serial debug port
Plataformas de Prototipagem
Make Controller
• ARM7 AT91SAM7X256• 35 GPIO• 4 input analógicos• 2 Full Serial Ports• 2 canais de SPI • TWI • USB • Ethernet I• JTAG
Plataformas de PrototipagemCortino MCU STM32 ARM Cortex M3 com PCB no layout e pinout compatível com o Arduino.
Variações da plataforma:
Cortino3RE:
72MHz STM32F103RE
512KB Flash ROM
64KB RAM
Cortino3RB:
72MHz STM32F103RB
128KB Flash ROM
20KB RAM
Cortino1R6 (USB only):
36MHz STM32F101R6
32KB Flash ROM
6KB RAM
Impressoras 3D
Rep Rap
Impressoras 3D
Fab @Home
Impressoras 3D
Make Bot
Radio Open Hardware::GNU Radio
USRP2
Plataforma de SDR Core Board: FPGA Xilinx Spartan 3-2000
GNU Radio: programável em C++ e Python
Com as Daugther Boards Permite desenvolver: RFID reader GPS Receivers Rádios FM Decodificador de TV Digital Radar Passivo Etc...
Telecom
“Hacker´s Dream”:
Open Moko Neo FreeRunner
GSM Open Mobile Free
Hardware e Software Open
Chipset GSM BaseBand extremamente
fechado e restrito por vários NDAs
Porém com um possível candidato
Open Source:
OsmocomBB project
Telecom
Open source Asterisk box
P04 Four Port IP-PBX
Referências• Open Source Summit Trip Report:
http://linuxgazette.net/issue28/rossum.html
• Open Core:
http://opencores.org/
• BeagleBoard XM:
http://beagleboard.org/
• Hawkboard:
http://www.hawkboard.org/
• Cortino, XDuino, ARMite PRO e outros OSHW:
https://labitat.dk/index.php/Microcontroller_Resources
• USRP: Universal Software Radio Peripheral - Software Radio Plataform
http://gnuradio.org/redmine/wiki/1/USRP
• Open Source Hardware Guide 2009: OpenMoko, USRP, : http
://blog.makezine.com/archive/2009/12/open_source_hardware_2009_-_the_def.html