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Proceso de Diseño de Hardware

Diseñar hardware es mucho mas restrictivo que software; si bien se puede tener una gran influencia en el diseño de un chip varios meses antes de su disponibilidad, solamente se pueden usar chips que puedan obtenerse en los volúmenes requeridos a precios asequibles. Un único componente que falte, o un componente no disponible en las cantidades necesarias, puede arruinar la producción. La comunidad del software, acostumbrada a una mayor flexibilidad y habilidad para modificar diseños y producir infinitas copias, encuentran este concepto difícil de asimilar.

El diseñar hardware es similar al de hacer salchichas: siempre se pueden criar/crecer nuevos ingredientes si se empieza con tiempo y uno es amable con los granjeros (diseñadores de chips). Pero solo se puede hacer tu salchicha, con los ingredientes requeridos por tu receta que efectivamente se puedan comprar en los volúmenes necesarios. A veces se puede sustituir un ingrediente sin arruinar la receta, otras, el resultado sera incomible. En nuestro caso, solamente tenemos el chip que Mark Foster esta especificando, localizada entre la CPU y la pantalla, y sobre la cual tenemos un amplio control.

Si desea interiorizarse con éste proceso, se pueden fijar en las viejas versiones de esta pagina en inglés en el wiki.

Manufactura y Diseño en Grandes Volúmenes

En la actualidad, la producción en grandes volúmenes es un negocio altamente especializado, y es frecuente que sea hecho conjuntamente con la organización/compañía que específica lo que el hardware debería hacer—frecuentemente seleccionando componentes primarios y secundarios—y un ODM (Original Device Manufacturer / fabricante del dispositivo original), que se especializa en el diseño de grandes volúmenes y producción. El ODM usualmente hace el diseño detallado para la producción; ej: especifica exactamente la parte a usar si es que existen variantes, esquemas, disposición, ruteo de placas, diseño mecánico, testeo, debuggeo para producción, logística, y producción de los bienes terminados.

En el caso de la OLPC, el ODM es Quanta, como fue anunciado a mediados de Diciembre (2005). Hay una buena probabilidad que su laptop haya sido manufacturada por Quanta, liderada por Barry Lam, es probablemente la compañía mas grande que poca gente conoce. Quanta fabrica mas laptops que cualquier en el mundo (casi 1/3 de la producción global), aun si su marca es HP o Apple u otra. El diseño detallado del primer diseño de la OLPC de producción está recién comenzando, aún si la OLPC ha investigado (y continúa investigando) los posibles componentes y otras concesiones de diseño.

Cabe notar que el fabricante del CPU generalmente provee muestras, placas de desarrollo y notas, que frecuentemente son utilizables de por si, aunque incluyan interfaces o hardware que uno no elegiría para la producción final. Esto permite ver como sus productos pueden "ser incluidos" en productos reales. El prototipo mostrado en Túnez usaba una placa "Rumba" de AMD. Se aproxima bastante al hardware de la primera OLPC, aunque usaba un disco convencional en vez de flash NAND, y tenía componentes que no serán usados (ej: ethernet), y ese modelo conceptual (pero funcional) carecía de pantalla mas barata que esta siendo desarrollada.

Los diagramas y esquemas detallados de los diseños de prueba de AMD generalmente están disponible en su programa de desarrolladores. Si le interesan los detalles de los diseños exactos del hardware que se pueden obtener para su experimentación, estos programas les pueden ser útiles, y generalmente se puede comprar dicho material de prueba. Por otro lado, la mayor parte de la información requerida para programar los dispositivos, es totalmente libre y se encuentra en los sitios web del fabricante con especificaciones totalmente públicas.

En colaboración con los ODMs, dichos diseños de prueba generalmente pueden ser ajustados a las necesidades específicas del producto y preparados para el utillaje y técnicas de producción en masa que no son aplicables al bajo volumen de las placas de desarrollo. La OLPC ha entrado en sociedad con Quanta para esta etapa del proyecto de ingeniería-de-producción.

Los esquemas detallados y disposición de las placas de los diseños para producción en masa son usualmente considerados propiedad de los ODMs, o propiedad conjunta de ambas partes involucradas. Representan la ventaja competitiva de un ODM con respecto a sus rivales (que pueden tener acceso a los mismos componentes). Los diseños esquemáticos pueden estar disponibles a los programadores después que comienza la producción bajo acuerdos NDA (Non-Disclosure Agreements / acuerdos de confidencialidad); por ejemplo, los esquemas de muchos de los iPAQ de mano fueron puestos a disponibilidad de los programadores de la comunidad de software libre bajo NDA, cuando era insuficiente la documentación escrita. La OLPC intentará documentar el diseño de manera tal de evitar NDAs; esperamos que este esfuerzo sea menor al esfuerzo logístico que involucraría requerir NDAs en una comunidad tan vasta y diversa.

Diseños Futuros Posibles

En la actualidad prevemos tres generaciones de máquinas: la primera se distribuiría a mediados del 2007.

Los diseños siguientes de la OLPC podrían utilizar componentes que aún no han sido enviados por el fabricante, y frecuentemente haremos los arreglos necesarios de modo tal que la comunidad de software libre pueda tener acceso a sus especificaciones para el desarrollo de pilotos (drivers).

También podemos anticipar tecnologías futuras de pantallas tales como E-Ink, aunque ese tipo de pantallas aún están algo nubosas en la bola de cristal.

Intentaremos mantener esta especificación actualizada a medida que los detalles del primer diseño (y los venideros) son congelados, proveer enlaces a las especificaciones de los componentes elegidos, y proveer la información necesaria para programarlos (ej: asignaciones de espacios de direccionamiento).

El diseño de primera generación usa componentes disponibles, con la (gran) excepción de la nueva pantalla plana y su chip controlador, y esperamos un novedoso touchpad bi-modal, y una interface ASIC para la NAND flash, SD y cámara.

La interface eléctrica al panel de la pantalla y el panel LCD en sí mismo está siendo detallada. Una familia de paneles planos, todos basados sobre el mismo panel LCD, pero que difieren en el uso de los filtros de color, tipos de iluminación o colores temporales, con distintas propiedades (consumo de energía, resolución, gama) y riesgos será hecha en el futuro; el panel plano inicial usa filtros de colores y funciona muy bien, y no requiere cambios en el proceso TFT de fabricación.

Otros diseños tienen mayores riesgos, pero un mejor rendimiento, ya sea la resolución efectiva o consumo de energía. Inicialmente se usará éste panel de bajo riesgo y quizás se lo remplace gradualmente por alguna otra de las alternativas hacia fines del 2007 o el 2008. 3M está construyendo los componentes ópticos plásticos usados en el diseño de éstas pantallas.