El documento describe la historia del hardware libre desde los inicios de la informática hasta la actualidad. Se detalla la evolución del hardware a través de las generaciones tecnológicas y hitos importantes como la aparición del microprocesador y los circuitos integrados VLSI. También se explican conceptos como el trusted computing y el DRM, así como proyectos, licencias y desafíos del hardware libre.

1. HISTORIA DEL HARDWARE
Al hablar de la historia del hardware libre debemos remontarnos hasta los inicios de la
informática, en el siglo XX. Existen dos épocas críticas para que se pensara en la idea del
hardware libre.
La clasificación evolutiva del hardware del computador electrónico está dividida en
generaciones, donde cada una supone un cambio tecnológico muy notable. El origen de las
primeras es sencillo de establecer, ya que en ellas el hardware fue sufriendo cambios
radicales. Los componentes esenciales que constituyen la electrónica del computador
fueron totalmente reemplazados en las primeras tres generaciones, originando cambios que
resultaron trascendentales. En las últimas décadas es más difícil distinguir las nuevas
generaciones, ya que los cambios han sido graduales y existe cierta continuidad en las
tecnologías usadas. En principio, se pueden distinguir:
 1ª Generación (1945-1956): electrónica implementada con tubos de vacío. Fueron las
primeras máquinas que desplazaron los componentes electromecánicos (relés).
 2ª Generación (1957-1963): electrónica desarrollada con transistores. La lógica discreta
era muy parecida a la anterior, pero la implementación resultó mucho más pequeña,
reduciendo, entre otros factores, el tamaño de un computador en notable escala.
 3ª Generación (1964-hoy): electrónica basada en circuitos integrados. Esta tecnología
permitió integrar cientos de transistores y otros componentes electrónicos en un único
circuito integrado impreso en una pastilla de silicio. Las computadoras redujeron así
considerablemente su costo, consumo y tamaño, incrementándose su capacidad,
velocidad y fiabilidad, hasta producir máquinas como las que existen en la actualidad.
 4ª Generación (futuro): probablemente se originará cuando los circuitos de silicio,
integrados a alta escala, sean reemplazados por un nuevo tipo de material o tecnología. 6
La aparición del microprocesador marca un hito de relevancia, y para muchos autores
constituye el inicio de la cuarta generación. A diferencia de los cambios tecnológicos
anteriores, su invención no supuso la desaparición radical de los computadores que no lo
utilizaban. Así, aunque el microprocesador 4004 fue lanzado al mercado en 1971, todavía a
comienzo de los 80's había computadores, como el PDP-11/44, con lógica carente de
microprocesador que continuaban exitosamente en el mercado; es decir, en este caso el
desplazamiento ha sido muy gradual.
Otro hito tecnológico usado con frecuencia para definir el inicio de la cuarta generación es
la aparición de los circuitos integrados VLSI (Very Large Scale Integration), a principios de
los ochenta. Al igual que el microprocesador, no supuso el cambio inmediato y la rápida
desaparición de los computadores basados en circuitos integrados en más bajas escalas de
integración. Muchos equipos implementados con tecnologías VLSI y MSI (Medium Scale
Integration) aún coexistían exitosamente hasta bien entrados los 90.

2. Años 1970
Lee Felsenstein y el Homebrew Computer Club, era un híbrido con los elementos del
movimiento radical del colegiado de los años 1960, de los activistas que trabajaban el área
de computación de la comunidad de Berkeley y de los aficionados a los hobbys
electrónicos.
Participatory Democracy From the 1960s and SDS into the Future On-line, escrito por
Michael Hauben quién describe las ideas de “Los estudiantes para una Sociedad
Democrática” y explica cómo ellos transformaron los movimientos que trabajaban en el
área de la computación de la comunidad de los años 1970 y más adelante.
Años 1990
Los FPGA y Open Design Circuits, surge en los años 1990, en el sitio web de Reinoud
Lamberts. Open Design Circuits fue el primero en proponer la creación de una comunidad
de diseño de hardware con el espíritu del software libre. En teoría, FPGA permitiría el
intercambio de diseños libres electrónicamente, de la misma manera que los programas
pueden ser intercambiados.
Pero en la práctica, la comunidad que creció alrededor del sitio nunca agrego diseños libres
por la carencia de software libre para el diseño electrónico (que entonces no existía) para lo
cual se debatió sobre el uso del software libre o el freeware comercial, hasta el extremo que
no se creó ningún diseño real en el sitio en sí mismo.
Pero las discusiones involucraron a una gran cantidad de personas, muchas que estaban
implicadas en otras empresas libres de diseño de hardware. Esta fue la primera vez que un
gran grupo de gente había discutido seriamente acerca de qué era práctico y qué no era
práctico con respecto al hardware. Con la creación de este sitio web, Open Design Circuits
sentó las bases para una comunidad entera.
Problemática actual
Existen varios problemas que hacen casi imposible llevar a la práctica el concepto de
hardware libre. A continuación se citan algunos de los más relevantes:
Dependencia tecnológica extranjera de los componentes
Al intentar fabricar un diseño, es posible encontrarse con el problema de la falta de
material. En un país puede no darse este problema, pero en otros puede que no se
encuentren los materiales necesarios y está demostrado que las TIC, son herramientas
indispensables para el desarrollo de las naciones por lo cual es de vital importancia a la vez
que estratégica el que cada nación no dependa de otra para su desarrollo tecnológico.

3. Altos costos de producción
La persona que desea utilizar el hardware que un tercero ha diseñado, primero lo tiene que
fabricar, para lo cual tendrá que comprobar los componentes necesarios, construir el diseño
y verificar que se ha hecho correctamente. Todo esto tiene un costo.
El conocimiento lo poseen pocas empresas
Se sigue reteniendo el conocimiento en las grandes industrias productoras; como resultado
el consumidor del producto tiene que adecuarse al producto que ofrece el mercado que es
por lo general un producto genérico que no cumple con las necesidades muy específicas de
un determinado consumidor; allí es cuando se ata, a las decisiones de las empresas
productoras, al usuario y no se le da la libertad de elegir.
Gran inversión de tiempo en trabajos de diseño redundantes
Tanto en el hardware como en el software propietario existe mucho diseño redundante, es
decir, se "reinventa la rueda" en vez de usar ese conocimiento previo e innovar en nuevas
áreas de investigación y producción.
Gestión de derechos digitales
Gestión de derechos digitales, también conocido por su acrónimo en inglés, DRM, es un
término que aglomera todas las tecnologías orientadas a ejercer restricciones sobre los
usuarios de un sistema o forzar los derechos digitales permitidos, por comisión de los
poseedores de derechos de autor e independientemente de la voluntad de uso del usuario del
sistema.
Generalmente estos dispositivos son instalados como condición previa a la distribución de
software no libre, obras musicales, libros electrónicos o cualquier tipo de archivo sujeto a
derechos de autor. En algunos casos, las restricciones aplicadas se extienden más allá de los
archivos que debían proteger, agregando restricciones sobre el uso de otros documentos o
aplicaciones presentes en la computadora. Para evitar el trusted computing y el DRM se
han creado varias campañas como ejemplo, algunas listadas a continuación.
Defective by Design
Defective by Design es una campaña anti-DRM de base amplia cuyo objetivo son los
grandes medios, los fabricantes y los distribuidores de DRM. La campaña apunta a lograr
que los fabricantes sean cautelosos a la hora de llevar al mercado sus productos con DRM.
Los productos con DRM tienen características intrínsecas que restringen lo que se puede
hacer con ellos. Estos productos fueron mutilados intencionalmente desde la perspectiva de
los usuarios, por lo que son "defectuosos por diseño". Esta campaña identificará esos
productos "defectuosos" y los señalará para su eliminación. Su meta es abolir los DRM
como "práctica social".

4. [LAFKON]
[LAFKON] - A movie about Trusted Computing es un cortometraje animado realizado por
Benjamin Stepahn y Lutz Vogel, que muestra la puesta en práctica del trusted computing.
Está licenciado bajo la licencia Creative Commons Sampling Plus 1.0.
Modelos de intercambio
Son una de las necesidades básicas de los proyectos de hardware libre, ya que se debe
generar un estándar para intercambiar los diseños y para que éstos sean legibles por todos.
Con respecto a los lenguajes lenguajes de descripción de hardware, no existe mayor
problema ya que éstos son realmente archivos de texto ASCII. El inconveniente aparece
cuando se habla de esquemas de circuitos, máscaras o rutados.
Una de las primeras soluciones fue la de trabajar con imágenes JPEG y no con los propios
diseños y, si bien este mecanismo es funcional, tiene la clara desventaja de que para poder
trabajar sobre el diseño se lo debe transcribir por completo.
Otra de las soluciones aportadas se basa en la utilización de herramientas CAD comunes y
libres, pero lamentablemente los programas que apuntan hacia este camino se encuentran
en un estado alfa, todavía lejos de poder ser usados bajo las características requeridas por el
hardware libre.
Licencias
Se han creado licencias específicas para hardware libre, algunas de las cuales están todavía
en desarrollo y se mencionan a continuación:
Grupos que usan GNU GPL
 Free Model Foundry.
 ESA Sparc.
Grupos que usan otras licencias
 Free-IP Project (al estilo MIT).
 LART (al estilo MIT).
 GNUBook (basada en la licencia GPL, con las adiciones de los derechos ambientales y
humanos).
Grupos desarrolladores de nuevas licencias
 Simputer GPL, una licencia de hardware se basa en la licencia GPL.
 Freedom CPU.
 OpenIPCores OHGPL.

5.  The Open NDA.
 OpenPPC (basada en Apple Public Source License).
 Hardware Design Public License Open Collector, basada en la licencia GPL.
Comercialización
Un diseño de hardware libre puede ser implementado por una empresa para su posterior
comercialización. La única premisa: mantener el diseño libre. Desde este punto de vista, las
empresas de desarrollo tienen la posibilidad de ahorrar en costes y tiempos de diseño.
Cuentan con un equipo de diseñadores repartidos por todo el mundo.
El miedo de las empresas a hacer libres sus diseños debe ser acabado, no solamente
admirando el éxito del caso del software libre, sino deteniéndose a pensar en la
competencia como co-desarrolladores.
Realmente la fuente de negocio, tanto en el caso del hardware como en el del software, no
se encuentra en las empresas ya establecidas, sino en la nueva generación de diseñadores,
en las generaciones ahora universitarias que cuentan no solamente con los medios técnicos,
sino con una energía y afluencia de ideas muy grande. "Linux partió de un estudiante
universitario y no de una multinacional. Ahora, existen multinacionales basadas en la idea
del universitario".
Ventajas y desventajas
Ventajas
 Protege y defiende la soberanía, permitiendo a las naciones no depender de ninguna otra
que le provea los recursos necesarios para su desarrollo e independencia tecnológica.
 Fomenta a que el hardware pueda ser de calidad, los estándares abiertos y que sean más
económicos.
 La reutilización y la adaptación de diseños (corés) permitiendo así innovar y mejorar los
diseños de forma colaborativa a nivel mundial.
 Ayudaría a las compañías a ahorrar costes y tiempos de diseño en sus trabajos.
 Existen comunidades de diseño, programación, pruebas, y soporte que día a día crecen de
forma dinámica y participativa.
 Evita la alianza trusted computing y la gestión de derechos digitales (DRM), que imponen
restricciones a los dispositivos electrónicos como por ejemplo electrodomésticos,
computadoras, entre otras más.
Desventajas
No se pueden aplicar directamente las cuatro libertades del software libre al hardware, dada
su naturaleza diferente. Uno tiene existencia física, el otro no. Esto hace que surjan una
serie de problemas:
 Un diseño físico es único. La compartición depende de la facilidad de reproducción que
este posea.

6.  La compartición tiene asociado un coste. La persona que quiera utilizar el hardware que
otra haya diseñado primero lo tiene que fabricar, para lo cual tendrá que comprobar los
componentes necesarios, construir el diseño y verificar que se ha hecho correctamente.
Todo esto tiene un coste.
 Disponibilidad de los componentes. ¿Están disponibles los chips?. Al intentar fabricar un
diseño nos podemos encontrar con el problema de la falta de material. En un país puede
no haber problema, pero en otro puede que no se encuentran.
 El mundo del hardware está plagado de patentes; es una realidad, por eso muchos de las
motivaciones de los autores de este concepto es que no se libere el código o el diseño si
no lo desea, pero se anima a que nuevas empresas desarrollen y liberen nuevo hardware,
en pro de crear estándares públicos y libres, en los cuales todos puedan colaborar.
 Modelo de producción, no cualquiera podrá realizar hardware, debido a las implicaciones
que conlleva toda la infraestructura de diseño, simulación, producción e implementación
del hardware, al contrario de lo que se da en el software libre.
Proyectos notables
Cámaras reconfigurables de red
 Elphel, Inc. - Soluciones de imagen con software libre y hardware abierto. Elphel, Inc.
desarrolla y fabrica cámaras reconfigurables de red basadas en GNU/Linux y FPGA
reconfigurable. Todo el código es FreeSoftware y todas las disposiciones PCB, diagramas
de socket y fuentes de FPGA Verilog están disponibles bajo la licencia de GNU/GPL.
Impresoras 3D
 El Proyecto RepRap: Una impresora 3D libre, autoreplicante.
o The Clanking Replicator Project: An open source, self-replicating Impresora 3D -
Variante del RepRap
 Fab@Home - Un sistema de fabricación de escritorio libre.
Computadoras y componentes de computadora
Diseñando el CPU en sí mismo
Existen diseños de CPU libres, típicamente implementados como microprocesadores soft.
 OpenSPARC es un proyecto con un ya creado chip multinúcleo UltraSPARC T1 de Sun
Microsystems. En agosto de 2007 un chip T2 también está en camino Sun's OpenSPARC
 OpenRISC es un grupo de desarrolladores trabajando para producir un CPU RISC libre de
muy alto rendimiento.
 LEON es un CPU de 32 bits libre similar al SPARC creado por ESA. Es el CPU estándar para
la industria europea del espacio.
 F-CPU, proyecto del Freedom CPU iniciado a mediados de 1998.8 9
 Godson es un chip chino basado en la arquitectura MIPS.

7. Diseños que incluyen un CPU
 Arduino es una plataforma libre de computación física basada en una simple tarjeta de I/O
y un ambiente de desarrollo que implementa el lenguaje libre Processing / Wiring.
 Microingenia Electronics fabrica entrenadores programables y módulos de desarrollo para
el aprendizaje de la electrónica con filosofía DIY y Hardware abierto [1]
 Bug Labs - Produce el BUG, una plataforma abierta de dispositivos electrónicos de
consumo de DIY que abarca el computador BUGbase mini-linux y varios BUGmodules,
componentes funcionales como cámara, acelerómetro, detector de movimiento,
touchscreen LCD, y GPS
 Open OEM - Proyecto para construir la primera computadora libre [2].
 OpenBook - Diseño de tableta posicionándose entre la computadora portátil de 100
dólares (OLPC) y la Tablet PC, quiere permitir el uso de la tableta para las masas con una
producción del alto volumen
 Simputer - computador de mano dirigido a los países en desarrollo
 Open Graphics Project apunta a diseñar una arquitectura abierta y estándar para tarjetas
gráficas.
 Project VGA [3]
 BalloonBoard.org produce tarjetas de desarrollo basadas en la arquitectura ARM, sirigidas
a los OEMs y Further Education.
 ECB ATmega32/644 - Computador en una tarjeta basado en el ATmega32/644 de Atmel
(de 20 MHz) con capacidad de webserver y menos de 100 mA de consumo de energía.
 ECB AT91 - Computador en una tarjeta basado en el procesador AT91RM9200 ARM9 de
Atmel (180 MHz).
 SIE : XBurst+FPGA hardware hacking/development board
 ECBOT: Robotic platform based on Atmel's AT91RM9200 SoC
 ECB_BF532: DSP development platform
 AndroidStamp: iMX233 based development board
 PLAICE - El PLAICE es un proyecto de hardware y software libre desarrollando una
poderosa herramienta de desarrollo en-circuito que combina en un dispositivo las
características de un programador FLASH, emulador de memoria, y un analizador lógico
multicanal de alta velocidad. Corre el uClinux.
 OpenPCD - Proyecto de lector/escritor RFID, usando el microcontrolador AT91SAM7S128.
[4]
 SquidBee - Open Mote basado en Arduino para desarrollar redes de sensores. [5]
 Ben NanoNote - Portatil Ultra Pequeño deseñado por Qi-Hardware. [6]
Organizaciones
 El Open Hardware (OH) es un proyecto en el que los diseñadores de hardware comparten
su trabajo revelando los diagramas esquemáticos y el software (drivers) usados en sus
diseños. Los diseñadores de Open hardware se reunen, discuten lo que están haciendo y
se piden ayuda uno al otro para encontrar partes, o buscar ideas para solucionar
problemas de diseño. El OH es también una oportunidad de exhibir diseños, así que
alguien puede aprender de lo que han hecho otros.
 OpenCores es una fundación que procura formar una comunidad de diseñadores para
apoyar los núcleos libres (diseños lógicos) para CPU, periféricos y otros dispositivos.
OpenCores mantiene un bus de interconexión en-chip libre llamado Wishbone.

8. Teléfonos
 Opencellphone.org - También llamado 'TuxPhone'.
 OpenMoko - Framework de open phone (primer caso de uso: FIC neo1973, esperado en el
cuarto trimestre de 2007).
 Astfin - Free Telephony Project, hardware de telefonía libre.
Vehículos
 c,mm,n: El c,mm,n es un proyecto holandés para diseñar un coche amigable al ambiente
usando los principios de la cultura libre.
 OScar: OScar es el primer intento de diseñar un coche entero usando los principios de la
cultura libre.
 Proyecto de desarrollo de velomóvil libre: construye su propio velomóvil.
 Vehículo verde libre ([7]): El proyecto Vehículo verde libre es un intento de diseñar un SUV
amistoso al ambiente usando los principios de la cultura libre.
 El EVProduction club ([8]) es una organización con un wiki para diseñar y producir
vehículos eléctricos y complementos libres.
Otros proyectos
 RONJA - Sistema óptico de espacio libre abierto, DIY en un garaje, 10 Mbit/s full
duplex/1.4 km.
 Neuros "Open Source Devicd", un dispositivo libre tipo set-top box diseñado para servir
como un "media center" de bajo costo en Linux. Artículo en el New York Times
 Chumby - dispositivo de información de 'Glancable'.
 OpenStim: Un simulador no invasivo del cerebro libre.
 gEDA - suite completa GPL de herramientas de automatización de diseño electrónico.
 OpenEEG - Creando un dispositivo EEG de bajo costo y el software libre asociado. [9], [10]
 Open-rTMS - Creando un dispositivo de rTMS de bajo costo y el software libre asociado.
[11]
 Daisy - Un reproductor de MP3 libre [12].
 Lyre project - Reproductor de audio digital para usar el firware libre Rockbox.
 OSMC - Un proyecto de control de motor libre, pensado principalmente para la robótica,
pero aplicable a vehículos eléctricos de baja potencia y otros usos [13].
 Monome 40h - Una rejilla reconfigurable de 64 botones retroiluminados, usada vía USB. Se
ha producido un lote limitado de 500 monome 40h. Todo el proceso de diseño,
especificaciones, firmware y esquemas PCB están disponibles en línea [14]
 SHPEGS - Sistema de generación eléctrica de bomba de calor solar libre.
 GP2X, una cónsola de mano de videojuegos y rproductor multimedia libre basada en
Linux, creada y vendida por GamePark Holdings de Corea del Sur.
 OpenServo - Creando un servo digital de bajo costo para el uso con proyectos RC y de
robótica [15].
 Tarjeta FPGA S2Proto para prototipos con Spartan2 realizada en KICAD.

9. Definición y clasificación
Para la gran mayoría es extraño el termino del inglés "hardware", que no es más que un
término general que se utiliza para describir los artefactos físicos de una tecnología. En este
sentido, el hardware puede ser equipo militar importante, equipo electrónico, o equipo
informático. En informática, se denomina hardware o soporte físico al conjunto de
elementos materiales que componen un computador. Hardware también son los
componentes físicos de una computadora tales como el disco duro, la unidad de disco
óptico, la disquetera, etc. El hardware se refiere a lo que es tangible (que se puede tocar), es
decir todos los componentes físicos de la computadora.
El software libre ofrece al usuario cuatro libertades: libertad de uso, de estudio y
modificación, de distribución, y de redistribución de las versiones modificadas. Existen
licencias que las garantizan y que dan una cobertura legal, como por ejemplo la licencia
GNU GPL. El hardware libre toma estas mismas ideas del software libre para aplicarlas en
su campo.
Es una propuesta casi tan antigua como la del software libre, sin embargo su empleo no es
tan directo. Compartir diseños de hardware es más complicado. No hay una definición
exacta (se pueden encontrar referencias a distintos artículos). Incluso el propio Richard
Stallman afirma que las ideas del software libre se pueden aplicar a los ficheros necesarios
para su diseño y especificación (esquemas, PCB, etc), pero no al circuito físico en sí.
Al no existir una definición clara de hardware libre, cada autor lo interpreta a su manera. Se
han creado licencias, algunas de las cuales están todavía en desarrollo.
Dependiendo del enfoque, podemos establecer dos clasificaciones: la primera teniendo en
cuenta cómo es su naturaleza (estático o reconfigurable) y la otra en función de su filosofía.
Según su naturaleza
Dada su diferente naturaleza, al hablar de hardware abierto o libre hay que especificar de
qué tipo de hardware se está hablando. A continuación se describen cada uno de los
diferentes hardware según su naturaleza:
Hardware reconfigurable
Es aquél que viene descrito mediante un lenguaje de descripción de hardware. Su
naturaleza es completamente diferente a la del hardware estático. Se desarrolla de una
manera muy similar a como se hace con el software. Ahora nuestros diseños son ficheros de
texto, que contienen el código fuente. Se les puede aplicar directamente una licencia libre,
como la GPL. Los problemas no surgen por la definición de qué es libre o qué debe cumplir
para serlo, sino que aparecen con las herramientas de desarrollo necesarias.

10. Para hacer que el hardware reconfigurable sea libre, sólo hay que aplicar la licencia GPL a
su código. Sin embargo, aún no está claro qué es lo que se entiende por hardware libre al
referirse al hardware estático.
Hardware estático
Es el conjunto de elementos materiales de los sistemas electrónicos. Tiene una existencia
física (se puede "tocar"). Esta propiedad no la tiene el software, por lo que surgen una serie
de problemas que se describen en el apartado "Desventajas".
Según su filosofía
Al no existir una definición clara de hardware libre, cada autor lo interpreta a su manera.
Muchos de los argumentos acerca del free hardware design provienen de la gente que habla
en las comunidades de software y hardware. Una causa de esto es el simple hecho de que la
palabra "software" refiere tanto al código fuente como a los ejecutables, mientras que las
palabras "hardware" y "diseño de hardware" se refieren claramente a dos cosas distintas.
Usar la palabra "hardware" como taquigrafía para el diseño y el objeto físico es una receta
para la confusión. Los términos siguientes se han utilizado en discusiones de este asunto.
Free hardware design
Se refiere a un diseño que pueda ser copiado, distribuido, modificado, y fabricado
libremente. No implica que el diseño no puede también ser vendido, o que cualquier puesta
en práctica de hardware del diseño estará libre de coste. Todas las mismas discusiones
sobre el significado de la "libertad" entre los partidarios de la Free Software Foundation, y
los partidarios del estilo BSD que licencian el software, desafortunadamente las trasladan a
los diseños del hardware.
Libre hardware design
Se refiere a la misma clase del diseño free hardware design, pero intenta hacer la aclaratoria
que la palabra libre, se refiere a la libertad, no al precio. El término suena fuera de contexto
a muchos oídos ingleses, pero resulta natural para los franceses. Sus traducciones son
naturales para hablantes de otros idiomas, quienes no utilizan una palabra para dar
diferentes significados; como por ejemplo: en inglés "free beer" cerveza gratuíta y "free
speech" libertad de expresión.
Open source hardware
Se refiere al hardware para el cual toda la información del diseño se pone a disposición del
público en general. Open source hardware se puede basar en un free hardware design, o el
diseño en el cual se basa puede ser restringido de alguna manera.

11. Open Hardware
Es una marca registrada del Open Hardware Specification Program. Es una forma limitada
de open source hardware, para la cual el requisito es que:
"La suficiente documentación del dispositivo debe estar disponible para que un programador
competente pueda escribir un controlador del dispositivo. La documentación debe cubrir todas las
características de la interfaz del dispositivo - controlador que se espera que cualquier usuario
emplee. Esto incluye funciones de entrada-salida, de control y funciones auxiliares como medidas
de funcionamiento o diagnósticos de autoprueba. Los detalles de soporte de firmware on-board y
de la puesta en práctica de hardware no necesitan ser divulgados excepto cuando son necesarios
para permitir programar un controlador para el dispositivo".
Es decir, solamente una cantidad de información limitada sobre el diseño necesita estar
disponible; posiblemente no mucha, por ejemplo, para hacer una reparación.
Free hardware
Es un término usado de vez en cuando como sinónimo para el open source hardware. Es un
término que busca ser directamente paralelo entre el "hardware" y el "software", pero vela
la distinción entre el diseño y la puesta en práctica. El término de free hardware es
particularmente confuso puesto que implica el estado físico del hardware, más que su
diseño, el cual de alguna manera es libre. Esto no es del todo cierto en el sentido del costo,
y tiene poca importancia (excepto metafóricamente) en el sentido social. Lo más simple es
evitar este término totalmente, exceptuando su significado de costo, como por ejemplo: las
computadoras libres "free computers" dadas por varias organizaciones sociales.
Hardware

12. Hardware típico de una computadora personal.
1. Monitor
2. Placa base
3. CPU
4. Memoria RAM
5. Tarjeta de expansión
6. Fuente de alimentación
7. Unidad de disco óptico
8. Disco duro, Unidad de estado sólido
9. Teclado
10. Ratón/Mouse
Hardware (pronunciación AFI: /ˈhɑːdˌwɛə/ ó /ˈhɑɹdˌwɛɚ/) corresponde a todas las partes
tangibles de una computadora: sus componentes eléctricos, electrónicos, electromecánicos
y mecánicos;1 sus cables, gabinetes o cajas, periféricos de todo tipo y cualquier otro
elemento físico involucrado; contrariamente, el soporte lógico es intangible y es llamado
software. El término es propio del idioma inglés (literalmente traducido: partes duras), su
traducción al español no tiene un significado acorde, por tal motivo se la ha adoptado tal
cual es y suena; la Real Academia Española lo define como «Conjunto de los componentes
que integran la parte material de una computadora».2 El término, aunque es lo más común,
no solamente se aplica a una computadora tal como se la conoce, ya que, por ejemplo, un
robot, un teléfono móvil, una cámara fotográfica o un reproductor multimedia también
poseen hardware (y software).
El término hardware tampoco correspondería a un sinónimo exacto de «componentes
informáticos», ya que esta última definición se suele limitar exclusivamente a las piezas y
elementos internos, independientemente de los periféricos.

13. La historia del hardware del computador se puede clasificar en cuatro generaciones, cada
una caracterizada por un cambio tecnológico de importancia. Este hardware se puede
clasificar en: básico, el estrictamente necesario para el funcionamiento normal del equipo; y
complementario, el que realiza funciones específicas.
Un sistema informático se compone de una unidad central de procesamiento (CPU),
encargada de procesar los datos, uno o varios periféricos de entrada, los que permiten el
ingreso de la información y uno o varios periféricos de salida, los que posibilitan dar salida
(normalmente en forma visual o auditiva) a los datos procesados
Tipos de hardware
Microcontrolador Motorola 68HC11 y chips de soporte que podrían constituir el hardware de un
equipo electrónico industrial.
Una de las formas de clasificar el hardware es en dos categorías: por un lado, el "básico",
que abarca el conjunto de componentes indispensables necesarios para otorgar la
funcionalidad mínima a una computadora; y por otro lado, el hardware "complementario",
que, como su nombre indica, es el utilizado para realizar funciones específicas (más allá de
las básicas), no estrictamente necesarias para el funcionamiento de la computadora.
Así es que: un medio de entrada de datos, la unidad de procesamiento (C.P.U.), la memoria
RAM, un medio de salida de datos y un medio de almacenamiento constituyen el "hardware
básico".
Los medios de entrada y salida de datos estrictamente indispensables dependen de la
aplicación: desde el punto de vista de un usuario común, se debería disponer, al menos, de
un teclado y un monitor para entrada y salida de información, respectivamente; pero ello no
implica que no pueda haber una computadora (por ejemplo controlando un proceso) en la
que no sea necesario teclado ni monitor; bien puede ingresar información y sacar sus datos
procesados, por ejemplo, a través de una placa de adquisición/salida de datos.

14. Las computadoras son aparatos electrónicos capaces de interpretar y ejecutar instrucciones
programadas y almacenadas en su memoria; consisten básicamente en operaciones
aritmético-lógicas y de entrada/salida. Se reciben las entradas (datos), se las procesa y
almacena (procesamiento), y finalmente se producen las salidas (resultados del
procesamiento). Por ende todo sistema informático tiene, al menos, componentes y
dispositivos hardware dedicados a alguna de las funciones antedichas; a saber:
1. Procesamiento: Unidad Central de Proceso o CPU
2. Almacenamiento: Memorias
3. Entrada: Periféricos de entrada (E)
4. Salida: Periféricos de salida (S)
5. Entrada/Salida: Periféricos mixtos (E/S)
Desde un punto de vista básico y general, un dispositivo de entrada es el que provee el
medio para permitir el ingreso de información, datos y programas (lectura); un dispositivo
de salida brinda el medio para registrar la información y datos de salida (escritura); la
memoria otorga la capacidad de almacenamiento, temporal o permanente
(almacenamiento); y la CPU provee la capacidad de cálculo y procesamiento de la
información ingresada (transformación).
Un periférico mixto es aquél que puede cumplir funciones tanto de entrada como de salida;
el ejemplo más típico es el disco rígido (ya que en él se lee y se graba información y datos).
] Unidad central de procesamiento
Artículo principal: CPU
Microprocesador de 64 bits doble núcleo, el AMD Athlon 64 X2 3600.
La CPU, siglas en inglés de Unidad Central de Procesamiento, es el componente
fundamental del computador, encargado de interpretar y ejecutar instrucciones y de
procesar datos. En los computadores modernos, la función de la CPU la realiza uno o más
microprocesadores. Se conoce como microprocesador a una CPU que es manufacturada
como un único circuito integrado.

15. Un servidor de red o una máquina de cálculo de alto rendimiento (supercomputación),
puede tener varios, incluso miles de microprocesadores trabajando simultáneamente o en
paralelo (multiprocesamiento); en este caso, todo ese conjunto conforma la CPU de la
máquina.
Las unidades centrales de proceso (CPU) en la forma de un único microprocesador no sólo
están presentes en las computadoras personales (PC), sino también en otros tipos de
dispositivos que incorporan una cierta capacidad de proceso o "inteligencia electrónica",
como pueden ser: controladores de procesos industriales, televisores, automóviles,
calculadores, aviones, teléfonos móviles, electrodomésticos, juguetes y muchos más.
Actualmente los diseñadores y fabricantes más populares de microprocesadores de PC son
Intel y AMD; y para el mercado de dispositivos móviles y de bajo consumo, los principales
son Samsung, Qualcomm y Texas Instruments.
Placa base de una computadora, formato µATX.

16. Placa base del teléfono móvil Samsung Galaxy Spica, se pueden distinguir varios "System-on-a-
Chip" soldados en ella
El microprocesador se monta en la llamada placa base, sobre un zócalo conocido como
zócalo de CPU, que permite las conexiones eléctricas entre los circuitos de la placa y el
procesador. Sobre el procesador ajustado a la placa base se fija un disipador térmico de un
material con elevada conductividad térmica, que por lo general es de aluminio, y en algunos
casos de cobre. Éste es indispensable en los microprocesadores que consumen bastante
energía, la cual, en gran parte, es emitida en forma de calor: en algunos casos pueden
consumir tanta energía como una lámpara incandescente (de 40 a 130 vatios).
Adicionalmente, sobre el disipador se acopla uno o dos ventiladores (raramente más),
destinados a forzar la circulación de aire para extraer más rápidamente el calor acumulado
por el disipador y originado en el microprocesador. Complementariamente, para evitar
daños por efectos térmicos, también se suelen instalar sensores de temperatura del
microprocesador y sensores de revoluciones del ventilador, así como sistemas automáticos
que controlan la cantidad de revoluciones por unidad de tiempo de estos últimos.
La gran mayoría de los circuitos electrónicos e integrados que componen el hardware del
computador van montados en la placa madre.
La placa base, también conocida como placa madre o con el anglicismo board, es un gran
circuito impreso sobre el que se suelda el chipset, las ranuras de expansión (slots), los
zócalos, conectores, diversos integrados, etc. Es el soporte fundamental que aloja y
comunica a todos los demás componentes: Procesador, módulos de memoria RAM, tarjetas
gráficas, tarjetas de expansión, periféricos de entrada y salida. Para comunicar esos
componentes, la placa base posee una serie de buses mediante los cuales se trasmiten los
datos dentro y hacia afuera del sistema.
La tendencia de integración ha hecho que la placa base se convierta en un elemento que
incluye a la mayoría de las funciones básicas (vídeo, audio, red, puertos de varios tipos),
funciones que antes se realizaban con tarjetas de expansión. Aunque ello no excluye la
capacidad de instalar otras tarjetas adicionales específicas, tales como capturadoras de
vídeo, tarjetas de adquisición de datos, etc.
También, la tendencia en los últimos años es eliminar elementos separados en la placa base
e integrarlos al microprocesador. En ese sentido actualmente se encuentran sistemas
denominados System on a Chip que consiste en un único circuito integrado que integra
varios módulos electrónicos en su interior, tales como un procesador, un controlador de
memoria, una GPU, Wi-Fi, bluetooth, etc. La mejora más notable en esto está en la
reducción de tamaño frente a igual funcionalidad con módulos electrónicos separados. La
figura muestra una aplicación típica, en la placa principal de un teléfono móvil.

17. Memoria RAM
Modulos de memoria RAM instalados.
Artículo principal: Memoria RAM
Del inglés Random Access Memory, literalmente significa "memoria de acceso aleatorio".
El término tiene relación con la característica de presentar iguales tiempos de acceso a
cualquiera de sus posiciones (ya sea para lectura o para escritura). Esta particularidad
también se conoce como "acceso directo", en contraposición al Acceso secuencial.
La RAM es la memoria utilizada en una computadora para el almacenamiento transitorio y
de trabajo (no masivo). En la RAM se almacena temporalmente la información, datos y
programas que la Unidad de Procesamiento (CPU) lee, procesa y ejecuta. La memoria
RAM es conocida como Memoria principal de la computadora, también como "Central o de
Trabajo"; 14 a diferencia de las llamadas memorias auxiliares, secundarias o de
almacenamiento masivo (como discos duros, unidades de estado sólido, cintas magnéticas u
otras memorias).
Las memorias RAM son, comúnmente, volátiles; lo cual significa que pierden rápidamente
su contenido al interrumpir su alimentación eléctrica.
Las más comunes y utilizadas como memoria central son "dinámicas" (DRAM), lo cual
significa que tienden a perder sus datos almacenados en breve tiempo (por descarga, aún
estando con alimentación eléctrica), por ello necesitan un circuito electrónico específico
que se encarga de proveerle el llamado "refresco" (de energía) para mantener su
información.
La memoria RAM de un computador se provee de fábrica e instala en lo que se conoce
como “módulos”. Ellos albergan varios circuitos integrados de memoria DRAM que,
conjuntamente, conforman toda la memoria principal.

18. Memoria RAM dinámica
Es la presentación más común en computadores modernos (computador personal, servidor);
son tarjetas de circuito impreso que tienen soldados circuitos integrados de memoria por
una o ambas caras, además de otros elementos, tales como resistores y condensadores. Esta
tarjeta posee una serie de contactos metálicos (con un recubrimiento de oro) que permite
hacer la conexión eléctrica con el bus de memoria del controlador de memoria en la placa
base.
Los integrados son de tipo DRAM, memoria denominada "dinámica", en la cual las celdas
de memoria son muy sencillas (un transistor y un condensador), permitiendo la fabricación
de memorias con gran capacidad (algunos cientos de Megabytes) a un costo relativamente
bajo.
Las posiciones de memoria o celdas, están organizadas en matrices y almacenan cada una
un bit. Para acceder a ellas se han ideado varios métodos y protocolos cada uno mejorado
con el objetivo de acceder a las celdas requeridas de la manera más eficiente posible.
Memorias RAM con tecnologías usadas en la actualidad.
Entre las tecnologías recientes para integrados de memoria DRAM usados en los módulos
RAM se encuentran:
 SDR SDRAM: Memoria con un ciclo sencillo de acceso por ciclo de reloj. Actualmente en
desuso, fue popular en los equipos basados en el Pentium III y los primeros Pentium 4.
 DDR SDRAM: Memoria con un ciclo doble y acceso anticipado a dos posiciones de
memoria consecutivas. Fue popular en equipos basados en los procesadores Pentium 4 y
Athlon 64.
 DDR2 SDRAM: Memoria con un ciclo doble y acceso anticipado a cuatro posiciones de
memoria consecutivas.
 DDR3 SDRAM: Memoria con un ciclo doble y acceso anticipado a ocho posiciones de
memoria consecutivas. Es el tipo de memoria más actual, está reemplazando rápidamente
a su predecesora, la DDR2.
Los estándares JEDEC, establecen las características eléctricas y las físicas de los módulos,
incluyendo las dimensiones del circuito impreso.

19. Los estándares usados actualmente son:
 DIMM Con presentaciones de 168 pines (usadas con SDR y otras tecnologías antiguas), 184
pines (usadas con DDR y el obsoleto SIMM) y 240 (para las tecnologías de memoria DDR2 y
DDR3).
 SO-DIMM Para computadores portátiles, es una miniaturización de la versión DIMM en
cada tecnología. Existen de 144 pines (usadas con SDR), 200 pines (usadas con DDR y
DDR2) y 240 pines (para DDR3).
Memorias RAM especiales
Hay memorias RAM con características que las hacen particulares, y que normalmente no
se utilizan como memoria central de la computadora; entre ellas se puede mencionar:
 SRAM: Siglas de Static Random Access Memory. Es un tipo de memoria más rápida que la
DRAM (Dynamic RAM). El término "estática" deriva del hecho que no necesita el refresco
de sus datos. Si bien esta RAM no requiere circuito de refresco, ocupa más espacio y utiliza
más energía que la DRAM. Este tipo de memoria, debido a su alta velocidad, es usada
como memoria caché.
 NVRAM: Siglas de Non-Volatile Random Access Memory. Memoria RAM no volátil
(mantiene la información en ausencia de alimentación eléctrica). Hoy en día, la mayoría de
memorias NVRAM son memorias flash, muy usadas para teléfonos móviles y
reproductores portátiles de MP3.
 VRAM: Siglas de Video Random Access Memory. Es un tipo de memoria RAM que se utiliza
en las tarjetas gráficas del computador. La característica particular de esta clase de
memoria es que es accesible de forma simultánea por dos dispositivos. Así, es posible que
la CPU grabe información en ella, al tiempo que se leen los datos que serán visualizados en
el Monitor de computadora.
De las anteriores a su vez, hay otros subtipos más.
Periféricos
Artículo principal: Periféricos
Se entiende por periférico a las unidades o dispositivos que permiten a la computadora
comunicarse con el exterior, esto es, tanto ingresar como exteriorizar información y datos.
Los periféricos son los que permiten realizar las operaciones conocidas como de
entrada/salida (E/S).
Aunque son estrictamente considerados “accesorios” o no esenciales, muchos de ellos son
fundamentales para el funcionamiento adecuado de la computadora moderna; por ejemplo,
el teclado, el disco duro y el monitor son elementos actualmente imprescindibles; pero no
lo son un escáner o un plóter. Para ilustrar este punto: en los años 80, muchas de las
primeras computadoras personales no utilizaban disco duro ni mouse (o ratón), tenían sólo
una o dos disqueteras, el teclado y el monitor como únicos periféricos.

20. Dispositivos de entrada de información (E)
Teclado para PC inalámbrico.
Ratón (Mouse) común alámbrico.
De esta categoría son aquellos que permiten el ingreso de información, en general desde
alguna fuente externa o por parte del usuario. Los dispositivos de entrada proveen el medio
fundamental para transferir hacia la computadora (más propiamente al procesador)
información desde alguna fuente, sea local o remota. También permiten cumplir la esencial
tarea de leer y cargar en memoria el sistema operativo y las aplicaciones o programas
informáticos, los que a su vez ponen operativa la computadora y hacen posible realizar las
más diversas tareas.
Entre los periféricos de entrada se puede mencionar:10 teclado, mouse o ratón, escáner,
micrófono, cámara web , lectores ópticos de código de barras, Joystick, lectora de CD,
DVD o BluRay (sólo lectoras), placas de adquisición/conversión de datos, etc.
Pueden considerarse como imprescindibles para el funcionamiento, (de manera como hoy
se concibe la informática) al teclado, al ratón y algún dispositivo lector de discos; ya que
tan sólo con ellos el hardware puede ponerse operativo para un usuario. Los otros son más
bien accesorios, aunque en la actualidad pueden resultar de tanta necesidad que son
considerados parte esencial de todo el sistema.

21. Impresora de inyección de tinta.
Dispositivos de salida de información (S)
Son aquellos que permiten emitir o dar salida a la información resultante de las operaciones
realizadas por la CPU (procesamiento).
Los dispositivos de salida aportan el medio fundamental para exteriorizar y comunicar la
información y datos procesados; ya sea al usuario o bien a otra fuente externa, local o
remota.
Los dispositivos más comunes de este grupo son los monitores clásicos (no de pantalla
táctil), las impresoras, y los altavoces.
Entre los periféricos de salida puede considerarse como imprescindible para el
funcionamiento del sistema, al monitor. Otros, aunque accesorios, son sumamente
necesarios para un usuario que opere un computador moderno.
Dispositivos mixtos (E/S de información)
Piezas de un Disco duro.

22. Son aquellos dispositivos que pueden operar de ambas formas: tanto de entrada como de
salida. Típicamente, se puede mencionar como periféricos mixtos o de Entrada/Salida a:
discos rígidos, disquetes, unidades de cinta magnética, lecto-grabadoras de CD/DVD,
discos ZIP, etc. También entran en este rango, con sutil diferencia, otras unidades, tales
como: Tarjetas de Memoria flash o unidad de estado sólido, tarjetas de red, módems,
tarjetas de captura/salida de vídeo, etc.
Si bien se puede clasificar al pendrive (lápiz de memoria), memoria flash o memoria USB o
unidades de estado sólido en la categoría de memorias, normalmente se los utiliza como
dispositivos de almacenamiento masivo; siendo todos de categoría Entrada/Salida.
Los dispositivos de almacenamiento masivo también son conocidos como "Memorias
Secundarias o Auxiliares". Entre ellos, sin duda, el disco duro ocupa un lugar especial, ya
que es el de mayor importancia en la actualidad, en el que se aloja el sistema operativo,
todas las aplicaciones, utilitarios, etc. que utiliza el usuario; además de tener la suficiente
capacidad para albergar información y datos en grandes volúmenes por tiempo
prácticamente indefinido. Los servidores Web, de correo electrónico y de redes con bases
de datos, utilizan discos rígidos de grandes capacidades y con una tecnología que les
permite trabajar a altas velocidades como SCSI incluyendo también, normalmente,
capacidad de redundancia de datos RAID; incluso utilizan tecnologías híbridas: disco rígido
y unidad de estado sólido, lo que incrementa notablemente su eficiencia. Las interfaces
actuales más usadas en discos duros son: IDE, SATA, SCSI y SAS; y en las unidades de
estado sólido son SATA y PCI-Express ya que necesitan grandes anchos de banda.
La pantalla táctil (no el monitor clásico) es un dispositivo que se considera mixto, ya que
además de mostrar información y datos (salida) puede actuar como un dispositivo de
entrada, reemplazando, por ejemplo, a algunas funciones del ratón o del teclado.
Hardware gráfico
GPU de Nvidia GeForce.
Artículo principal: Tarjeta gráfica

23. El hardware gráfico lo constituyen básicamente las tarjetas gráficas. Dichos componentes
disponen de su propia memoria y unidad de procesamiento, esta última llamada unidad de
procesamiento gráfico (o GPU, siglas en inglés de Graphics Processing Unit). El objetivo
básico de la GPU es realizar los cálculos asociados a operaciones gráficas,
fundamentalmente en coma flotante, liberando así al procesador principal (CPU) de esa
costosa tarea (en tiempo) para que éste pueda efectuar otras funciones en forma más
eficiente. Antes de esas tarjetas de vídeo con aceleradores por hardware, era el procesador
principal el encargado de construir la imagen mientras la sección de vídeo (sea tarjeta o de
la placa base) era simplemente un traductor de las señales binarias a las señales requeridas
por el monitor; y buena parte de la memoria principal (RAM) de la computadora también
era utilizada para estos fines.
Dentro de ésta categoría no se deben omitir los sistemas gráficos integrados (IGP),
presentes mayoritariamente en equipos portátiles o en equipos prefabricados (OEM), los
cuales generalmente, a diferencia de las tarjetas gráficas, no disponen de una memoria
dedicada, utilizando para su función la memoria principal del sistema. La tendencia en los
últimos años es integrar los sistemas gráficos dentro del propio procesador central. Los
procesadores gráficos integrados (IGP) generalmente son de un rendimiento y consumo
notablemente más bajo que las GPU de las tarjetas gráficas dedicadas, no obstante, son más
que suficiente para cubrir las necesidades de la mayoría de los usuarios de un PC.
Actualmente se están empezando a utilizar las tarjetas gráficas con propósitos no
exclusivamente gráficos, ya que en potencia de cálculo la GPU es superior, más rápida y
eficiente que el procesador para operaciones en coma flotante, por ello se está tratando de
aprovecharla para propósitos generales, al concepto, relativamente reciente, se le denomina
GPGPU (General-Purpose Computing on Graphics Processing Units).
La Ley de Moore establece que cada 18 a 24 meses la cantidad de transistores que puede
contener un circuito integrado se logra duplicar; en el caso de los GPU esta tendencia es
bastante más notable, duplicando, o aún más, lo indicado en la ley de Moore.17
Desde la década de 1990, la evolución en el procesamiento gráfico ha tenido un
crecimiento vertiginoso; las actuales animaciones por computadoras y videojuegos eran
impensables veinte años atrás
Hardware libre

24. El Aurora 224: un mezclador DJ de 2 canales libre que ofrece 24 potenciómetros analógicos, tres
deslizadores lineales, y 8 botones con realimentación por LED.
Uzebox es una videoconsola de diseño abierto.1
Hardware libre de Bug Labs.2 3
El Arduino Diecimila.

25. Se llama hardware libre a los dispositivos de hardware cuyas especificaciones y diagramas
esquemáticos son de acceso público, ya sea bajo algún tipo de pago o de forma gratuita. La
filosofía del software libre (las ideas sobre la libertad del conocimiento) es aplicable a la
del hardware libre. Se debe recordar en todo momento que libre no es sinónimo de gratis.
El hardware libre forma parte de la cultura libre.
Un ejemplo de hardware libre es la arquitectura UltraSparc cuyas especificaciones están
disponibles bajo una licencia libre.
Algo del ímpetu para el desarrollo del hardware libre fue iniciado en 2001 con el Challenge
to Silicon Valley publicado por Kofi Annan.4 Debido a que la naturaleza del hardware es
diferente a la del software, y debido a que el concepto de hardware libre es relativamente
nuevo, aún no ha surgido una definición exacta del hardware libre.
Dado que el hardware tiene asociados a él costos variables directos, ninguna definición de
software libre se puede aplicar directamente sin modificación. En cambio, el término
hardware libre se ha usado principalmente para reflejar el uso del software libre con el
hardware y el lanzamiento libre de la información con respecto al hardware, a menudo
incluyendo el lanzamiento de los diagramas esquemáticos, diseños, tamaños y otra
información acerca del hardware. De todos modos, incluye el diseño del hardware y la
distribución de los elementos en la tarjeta madre.
Con el auge de los dispositivos de lógica programable reconfigurables, el compartir los
diseños lógicos es también una forma de hardware libre. En vez de compartir los diagramas
esquemáticos, el código HDL es compartido. Esto difiere del software libre. Las
descripciones HDL son usadas comúnmente para instalar sistemas SoC en FPGA o
directamente en diseños ASIC. Los módulos HDL, cuando se distribuyen, son llamados
semiconductor intellectual property cores, o núcleos IP.