硬件開源——采訪 Arduino 首席執(zhí)行官 Fabio Violante

Arduino 是一個基于簡化硬件和軟件管理系統(tǒng)的開源電子平臺?？赡苁菙?shù)字世界中最著名的意大利品牌，Arduino 已成為其開創(chuàng)性開源板的標(biāo)志。

借助 Arduino，可以以極快的方式開發(fā)不僅集成了經(jīng)典電子元件，還集成了傳感器、伺服機構(gòu)和通信設(shè)備的設(shè)備。Arduino 打破了電子世界在信息技術(shù)方面所經(jīng)歷的進(jìn)入壁壘，并為喜歡以低成本試驗和原型電子設(shè)備的大量現(xiàn)代制造商開辟了無限的可能性。

Arduino Uno 于 2005 年問世，從此成為創(chuàng)客運動的支柱。但從那時起，世界發(fā)生了巨大的變化。EE Times Europe 與 Arduino 首席執(zhí)行官 Fabio Violante 就“工業(yè)制造商”和物聯(lián)網(wǎng)時代開源硬件的發(fā)展進(jìn)行了交談。

EE Times Europe：我和 Arduino 一起長大。我看到它變得生機勃勃并長大了——長大了很多。我看到了以 Arduino 作為其原型的基本元素的初創(chuàng)公司的出現(xiàn)?，F(xiàn)在，它有一個龐大的社區(qū)，可能是最大的。Arduino 想要達(dá)到什么目的？
Fabio Violante：聽到人們與 Arduino 一起長大總是很高興，我們很高興看到我們的產(chǎn)品繼續(xù)被廣泛用作初創(chuàng)公司的原型平臺，這些初創(chuàng)公司憑借自己的實力成為成功的公司。Arduino 現(xiàn)在擁有超過 3000 萬活躍的社區(qū)成員，其中許多人正在尋找使 Arduino 在硬件市場如此受歡迎的簡單性，并將其應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序——基本上，以簡化在物聯(lián)網(wǎng)中設(shè)計連接設(shè)備的過程。

因此，我們在 Arduino IoT Cloud 上投入了大量精力，以促進(jìn)低代碼應(yīng)用程序開發(fā)——即以真正的 Arduino 風(fēng)格，讓用戶能夠快速輕松地?zé)o縫開發(fā)他們的應(yīng)用程序。例如，我們最近宣布在我們的云上改進(jìn)對 LoRaWan 的支持。與現(xiàn)有解決方案相比，這是一個巨大的飛躍，在現(xiàn)有解決方案中，將傳感器數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)包的大部分工作都是由開發(fā)人員手動執(zhí)行的。

最新的 Arduino Portenta 旨在讓 Arduino 在工業(yè)市場上獲得更大的推動力。所謂的工業(yè)制造商正在誕生。該板將為工業(yè)市場提供哪些優(yōu)勢，主要應(yīng)用是什么？設(shè)計挑戰(zhàn)可能是什么？
很多時候，工業(yè)制造商需要工業(yè)級組件。質(zhì)量、產(chǎn)品壽命和工業(yè)溫度范圍至關(guān)重要。我們設(shè)計了 Portenta 系列以滿足這些標(biāo)準(zhǔn)。在選定的合作伙伴（如意法半導(dǎo)體）的 Portenta H7 的幫助下，我們不僅能夠創(chuàng)造出可靠的產(chǎn)品，而且能夠創(chuàng)造出市場上最強大的基于雙核微控制器的低功耗模塊。

此外，通過對兩個高密度連接器（位于模塊底部）進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，我們的目標(biāo)是為合作伙伴、設(shè)計公司和生態(tài)系統(tǒng)開辟一個巨大的機會，利用我們的模塊作為“大腦”在他們的設(shè)備中。更多的邊緣計算能力意味著更復(fù)雜的應(yīng)用，包括信號處理、用于預(yù)測性維護(hù)的機器學(xué)習(xí)和簡單的視覺任務(wù)。

我們有許多基于 MCU 的板?；?FPGA 的 Arduino 可能是 MKR Vidor 4000 的一種新方式。選擇微控制器而不是 FPGA 作為電路板的核心是否有特別的理由？
從歷史上看，Arduino 是圍繞微控制器構(gòu)建的——我們生活和呼吸它們——但正如您所指出的，F(xiàn)PGA 是非常有前途的技術(shù)，由于開發(fā)和組裝的復(fù)雜性，它可能從未成為我們社區(qū)的主流。

我們對 Vidor 的目標(biāo)是雙重的：構(gòu)建一個多核可訪問板，在其上 FPGA 可以被視為“無限靈活的外圍設(shè)備”，更重要的是，構(gòu)建一個工具來簡化不太成熟的工程師和制造商對 FPGA 的使用。

不幸的是，該工具的開發(fā)時間比計劃的要長，需要多次原型迭代才能獲得正確的可用性。我們相信我們已經(jīng)幾乎解決了可用性挑戰(zhàn)，并將在今年晚些時候發(fā)布該工具，最初是作為測試版，當(dāng)我們的用戶確認(rèn)我們是否“破解它”后，將提供普遍可用性。

您是如何設(shè)計出 Arduino 盾牌的？它的形狀可以用 MKR 代替。
答案很簡單：我們不小心放錯了連接器，這使得人們無法在面包板上輕松使用電路板，但我們已經(jīng)制造了大量的電路板。不過，更重要的是，我想強調(diào) Arduino Uno 板的目標(biāo)是使用最少的零件來制作有用的東西，而當(dāng)時的開發(fā)板往往很大、昂貴、充滿零件，而且非常復(fù)雜。

為了使板子可擴展，我們提出了可堆疊模塊的想法，即使對于初學(xué)者來說也很容易插入。Arduino-plus-shields 的組合使很多人能夠非常快速地構(gòu)建應(yīng)用程序。這創(chuàng)造了一個由數(shù)百家制造商組成的生態(tài)系統(tǒng)。“盾牌”這個名字是由 [Arduino 聯(lián)合創(chuàng)始人] David Cuartielles 開玩笑地發(fā)明的，因為 Arduino 是 1000 年意大利的第一位國王，因此這些模塊將成為國王的盾牌。

當(dāng) Uno 引腳的數(shù)量成為限制因素時，我們在 Due/Mega 外形尺寸上引入了一個額外的連接器，這仍然是一個非常普遍的解決方案。由于尺寸限制成為一個重要的考慮因素，我們的許多用戶都要求更小的外形尺寸。我們推出了 MKR 系列，它更緊湊，并引入了內(nèi)置通信模塊的概念。

憑借 Portenta 外形尺寸，我們通過添加兩個高密度連接器從 MKR 發(fā)展而來。這些將通過托管多達(dá) 160 個引腳來為用戶提供多種接口，從而簡化在需要將電路板用作模塊的工業(yè)應(yīng)用中的使用。

Arduino 集成開發(fā)環(huán)境 [IDE] 的程序有哪些？
雖然我們致力于維護(hù)和改進(jìn)傳統(tǒng)的 Java Arduino IDE，但我們最近開始開發(fā)更高級的環(huán)境，稱為 Arduino Pro IDE。多年來，許多用戶都表達(dá)了他們希望擁有高級編輯功能的愿望，例如自動完成代碼和調(diào)試功能。新的 Pro IDE 現(xiàn)在可用，可以從arduino.cc網(wǎng)站下載和進(jìn)行 alpha 測試。

聽取用戶的反饋，我們創(chuàng)建了一個 CLI [命令行界面] 工具，它實現(xiàn)了 Arduino IDE 的所有“后端”功能，以便人們可以使用他們喜歡的任何編輯器，同時輕松生成與官方 IDE 相同的可執(zhí)行文件。

還有一個在線版本的 IDE，create.arduino.cc，可供喜歡在云中開發(fā)的人使用。它已經(jīng)被證明非常受歡迎和成功，迄今為止擁有超過 130 萬用戶。

你們有什么特別的合作計劃嗎？其他物聯(lián)網(wǎng)板？人工智能？有人想收購 Arduino 嗎？
當(dāng)然，我們正在加強與先進(jìn)技術(shù)供應(yīng)商的技術(shù)合作伙伴關(guān)系，目的是實現(xiàn)復(fù)雜技術(shù)的普及。我們將在接下來的幾個季度發(fā)布一些重要的公告。

當(dāng)然，Arduino 是一個受歡迎的平臺，我們不斷收到不同公司和金融投資者的興趣。

我們知道與 Raspberry Pi 的區(qū)別。例如，您是否打算創(chuàng)建一個類似的板，但使用 Arduino 操作系統(tǒng)？您喜歡和不喜歡 Raspberry Pi 的哪些功能？
Raspberry Pi 通過以非常低的價格提供強大的微處理器，對世界產(chǎn)生了巨大的影響。在這方面，我們非常感謝他們所做的一切。我們與他們建立了良好的關(guān)系，甚至在 Arduino Pro LoRa 網(wǎng)關(guān)中嵌入了 Raspberry Pi。作為 Arduino，我們傾向于與微控制器世界保持密切聯(lián)系以執(zhí)行實時任務(wù)，并且我們正在評估結(jié)合 MPU 和 MCU 的多核技術(shù)，這些技術(shù)將實現(xiàn)兩全其美，重點是低功耗和工業(yè)就緒性。

但是我們不打算以任何方式進(jìn)入低成本的 Raspberry Pi 領(lǐng)域，我們認(rèn)識到他們在這方面做得很好，并且他們正在繼續(xù)普及強大的基于 Linux 的通用計算機的訪問權(quán)限。

你能想象 20 年后開源硬件的狀態(tài)嗎？
我認(rèn)為開源是促進(jìn)創(chuàng)新、自由和創(chuàng)造力的好方法。就商業(yè)模式而言，未來肯定會有一些調(diào)整，因為像我們這樣花費大量時間和精力設(shè)計核心技術(shù)，編寫大量代碼的人之間存在一些不平衡、固件和庫，以及那些只采用我們的設(shè)計和代碼的人，按原樣克隆它，然后在市場上發(fā)布更便宜的產(chǎn)品。在許多情況下，[那些產(chǎn)品] 侵犯了我們的商標(biāo) — 例如，您不能將克隆產(chǎn)品稱為 Arduino Uno R3，即使您可以構(gòu)建與我們的 Uno R3（我們的 USB 標(biāo)識符等）相同的合法克隆產(chǎn)品。

在大多數(shù)情況下，雖然我們在軟件方面有很多合作，但我們看到對開源硬件設(shè)計的貢獻(xiàn)非常有限。在 Arduino，我們嘗試為現(xiàn)有項目做出很多貢獻(xiàn)。在不久的將來，我們將與許多其他組織合作，以支持最復(fù)雜項目的開發(fā)，并為我們認(rèn)為對社區(qū)重要的項目提供更多可見性。

最后，我確實相信 SaaS [軟件即服務(wù)] 和硬件收入模式的組合很可能有助于維持開源硬件公司。

您對那些想要開始 Arduino 驅(qū)動的初創(chuàng)公司的人有什么建議？
去吧！當(dāng)然，我們鼓勵人們在創(chuàng)建初創(chuàng)公司時繼續(xù)利用 Arduino 作為原型設(shè)計工具、生產(chǎn)工具，并最終將其作為支持物聯(lián)網(wǎng)云。

我建議該領(lǐng)域的初創(chuàng)公司 [玩家] 仔細(xì)評估與從頭開始制造業(yè)務(wù)相關(guān)的挑戰(zhàn)。這可能非常令人興奮，但也非常令人生畏。作為一種可能的替代方案，我們看到很多初創(chuàng)公司都在擁抱 Arduino，尤其是在他們在軟件、算法和商業(yè)模式方面有一些增值創(chuàng)新但他們不想成為硬件專家的領(lǐng)域。他們傾向于基于久經(jīng)考驗的 Arduino 模塊以及一小部分定制硬件的組合來構(gòu)建產(chǎn)品。這使上市時間更快，這是初創(chuàng)公司獲得動力所需要的。

審核編輯 黃昊宇