<html>
  <head>
    <meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=UTF-8">
  </head>
  <body>
    <p>Dear All,</p>
    <p>I am mindful of a number of things as I reply with the following
      - firstly I'm very much the new kid on the block here and secondly
      that Wally's analysis is well thought through even if I perhaps
      disagree with aspects of it :) <br>
    </p>
    <p>So I write the following seeking to be respectful of the voices
      that have gone before in this discussion and who know the
      intricacies of the engineering required moreso than I.  Where I am
      more confident I possess relevant domain knowledge though is in
      the open hardware space and trends we're seeing there.<br>
    </p>
    <p>I may have erred somewhat in the way I framed my original reply
      to this thread, namely that the point is more about file formats,
      interoperability and longevity of access to work products than the
      tools per se.  These all of course go very much hand in hand, but
      it's really that longevity piece that I think is important to us
      moreso than the tools - but they are inexorably coupled.<br>
    </p>
    <p>Conducted well, the Ground Station project will likely outlive
      any commercial tools we use.  It is our choice as to whether it
      outlives the file formats chosen.  That is to say we'll be
      building and launching iterations of todays work when many of the
      existing proprietary tools are fading, or have faded from view. 
      Ensuring we can use accumulated design work products over a couple
      of decades becomes important.<br>
    </p>
    <p>We've already seen basic multilayer designs using at least DDR3
      and similarly specified SERDES done using open tools such as KiCAD
      - one recent example is <a moz-do-not-send="true"
        href="https://github.com/gregdavill/OrangeCrab">OrangeCrab</a> 
      This board is of course simpler than what we will need for the
      project, but I believe illustrates the feasibility of the
      endeavour.</p>
    <p>In a (recent) previous life I worked with an organisation doing
      open source high performance computing hardware - their next
      generation designs will be multilayer (10 I think) and support
      PCIeGen4, DDR4 and likely OpenCAPI with a server class CPU.  This
      will be done in its entirety with open tools - KiCAD among them.</p>
    <p>We have already seen a strong trend of the PCB fab houses
      embracing these open tools, it's not unreasonable to think this
      trend will continue to increasingly sophisticated board materials,
      layer options etc.</p>
    <p>I don't think we'll see proprietary tools like Allegro, Altium,
      OrCad disappear overnight, but as open offerings become
      increasingly capable their days surely become more difficult.
      Couple this with a new generation of EE who cut their teeth on
      open tools expecting to use them in industry and we may well find
      established engineers favouring an opportunity to learn how to use
      this open source KiCAD thing they've heard so much about :)</p>
    <p>I am slightly more confident what we will see, and soon, is a
      disappearance of proprietary tools for FPGA and ASIC layout. We've
      seen a rapid catchup of open tools in this space in just 12 months
      - you can now, for example, synthesize and simulate or program
      relatively complex <a moz-do-not-send="true"
        href="https://github.com/antonblanchard/microwatt">OpenPOWER</a>
      and <a moz-do-not-send="true"
        href="https://github.com/enjoy-digital/litex">RISC-V</a>
      cores/SoCs using only these tools.</p>
    <p>Vendors like Xilinx are I gather already contemplating a shift to
      make their tools open and/or get behind open tools as a way to
      support the open ecosystem and, ultimately, reduce their costs.
      This, at least in part, because the open tools actually end up
      being nicer to use and quicker to get bugs fixed :) I'd give the
      proprietary tools here less than a decade, likely much less.</p>
    <p>We're seeing increasingly complex full system synthesis/emulation
      too - for example <a moz-do-not-send="true"
        href="https://renode.io/">Renode</a>.<br>
    </p>
    <p>Within this calendar year we'll see the first production of
      microprocessors and other ICs <a moz-do-not-send="true"
        href="https://www.theregister.com/2020/07/03/open_chip_hardware/">using
        entirely open source tooling</a>.  It's 130nm so not bleeding
      edge but enough for plenty of things, and an interesting starting
      point.  That smaller geometries follow is all but inevitable.<br>
    </p>
    <p>I submit that if open tooling can allow the production of
      complete from scratch chip designs, anything further up the
      hardware design stack - a schematic, a PCB or a finished system is
      only a matter of time.</p>
    <p>Thank you for reading :)</p>
    <p>vy 73<br>
      Hugh<br>
      VK3YYZ/AD5RV<br>
    </p>
    <p><br>
    </p>
    <p><br>
    </p>
    <div class="moz-cite-prefix">On 28/7/20 10:50 am, Wally Ritchie via
      Ground-Station wrote:<br>
    </div>
    <blockquote type="cite"
cite="mid:CA+Vp+8Sf1nULooy8k19UtAWGX03-MtktX3UHMiSwmMw0M_toNQ@mail.gmail.com">
      <meta http-equiv="content-type" content="text/html; charset=UTF-8">
      <div dir="ltr">1. Few if any tools are perfect, certainly not any
        PCB design tools, or as John Ackermann eloquently put it - all
        of them suck to varying degrees. All depends on whether your
        outlook is half-empty or half-full, what you are trying to
        accomplish, and what value you place on different things -
        especially, time and money.
        <div><br>
        </div>
        <div>2. Generally, we are not in the business or non-business of
          producing tools - except maybe those that are so specialized
          to our tasks that they make sense, either because of the
          nature of the task or the learning curves associated with the
          alternative. So we might write some ad-hoc open-source
          verification tools in python instead of an expensive simulink
          framework - then again the latter may make more sense - it all
          depends on what we are trying to do and the skill sets
          available to the project. </div>
        <div><br>
        </div>
        <div>3. We are embarking on a level of Engineering development
          on a scale not undertaken before in the Amateur community, at
          least with regards to the technologies we are working with -
          $2000 FPA chips, $800 radio chips, 12 layer boards, SERDES
          lanes operating at 12GHz, multi-kilobuck dev boards. These
          many technologies are pretty far from traditional Amateur
          radio and hobby boards. The projects we are undertaking
          involve professional skill sets in many fields. Those working
          in these fields are accustomed to having tools able to do the
          job at hand. We are counting on many Amateur Radio Enthusiasts
          who are in fact professionals with relatively current skill
          sets, many with high hourly value in commercial or government
          settings. We are asking such hams and non-hams to contribute
          to our projects on a volunteer basis. We don't expect them to
          have to bring or buy their own software tool licenses, test
          equipment, $3000 eval boards, or $2000 chips. We want their
          skills - not their stuff. For these projects to succeed we
          will find ways to supply the stuff - and the volunteers will
          supply the much higher value engineering labor. Whatever
          investments we make in tools will be those that are highly
          leveraged.</div>
        <div><br>
        </div>
        <div>4. You wouldn't make your own hammer, or drill, or CNC
          machine - although you could with open source designs. It
          might be fun to do that - but it would be a diversion taking
          you away from the current mission. If you can get a carpenter
          to build something for free labor - you wouldn't ask him to
          make his own tools - just because he can. We won't build our
          own spectrum analyzers or oscilloscopes - although we could.
          We focus on our project and we will beg, borrow, steal, or buy
          if necessary the tools and test equipment to complete the jobs
          we are doing. </div>
        <div><br>
        </div>
        <div>5. With regard to PC tools, the opinions that matter are
          those of the people who will be doing the critical work and
          what they need to perform their job. What tools are used for a
          simple pi-shield don't matter much. What tool is used to
          produce a 12 layer FPGA board with 5 DDR4's and a dozen
          transceiver lanes may matter much - especially to the person
          doing the work and the downstream fab, smt, and test
          processes. Over the past few decades or so the roles of pcb
          layout specialist and draftsman have all but disappeared.
          Mechanical engineers themselves are married to solidworks, or
          Catia, or whatever. EEs are married to Allegro, Altium, OrCad
          or some other multi kilobuck per seat tool - and in relatively
          rare cases some small companies may use Eagle Professional
          multi-seat versions - some still living in Version 7 and
          others having moved to Autocad Fusion. Mechanical and
          Electrical groups often need close collaboration which is the
          value that PCB/3dCAD integration brings to the table. Catia
          handled this well at the high end if you have megabucks.
          Fusion looks like it's workable for the low end. I've never
          known of any organization doing commercial or military work
          using KiCad. I suppose it's possible but it's usually a poor
          choice economically - like asking engineers to work at
          ping-pong tables sitting on folding chairs with CRT monitors.
          These are certainly cheap and plentiful. But productively
          comes from proper capitalization of workers - including
          programmers and engineers. Time is money. Volunteer time may
          have zero associated dollars but it has associated value that
          we do not wish to squander - especially when it comes to the
          most complex parts of our projects.  </div>
        <div><br>
        </div>
        <div>6. Our goals are to produce open source designs that anyone
          is free to adapt to their specific needs. Some parts may
          require specialized tools to use - we wish to minimize that,
          but non-free non-open source tools may sometimes be required
          to utilize the sources. We can limit IP and endeavor to avoid
          purchasing IP beyond that included with the standard tools.
          But I don't think we can afford not to use commercial tools
          when they are the best choice for completing a particular set
          of tasks. If we need Matlab to run a vendor's filter
          generation tools - so be it. If someone wants to take on
          converting this to Octave - please have at it. If you can
          modify it and prove it's valid we'll be happy to use it.
          Otherwise, we will just suck it up and use Matlab (beg'd,
          borrowed, stolen, or purchased). </div>
        <div><br>
        </div>
        <div>7. Eagle has a long following - many have used it since
          Version 4 or early on Mac, Linux, and Windows. They captured a
          lot of users a decade ago with free versions for hobbyist use,
          free versions usable by board houses, and economic
          professional versions with auto-routing etc. It's a bit
          weird and quirky but generally extremely stable. I don't see
          any reasonable argument against using Eagle. Nor KiCad for
          those so inclined. But I am against mandating either the
          forced use of open tools or particular tools. As projects
          involving PC boards proceed - consensus will likely appear as
          to what is appropriate for the task at hand. </div>
        <div><br>
        </div>
        <div>8. While we are on the subject, PCB layout has some
          esoteric black art skills - especially for RF - but a very
          major part of the work load involves preparing footprints,
          symbols, and 3d models for parts. While there are lots of
          parts in standard libraries there is a rule that says that
          many of the ones you want won't be there (unless you made them
          before). There is a lot of effort required to make parts
          correctly and to verify them. But this does not involve
          special skills - just a normal skill with the tool and the
          usual conventions (like what goes in what layers and what does
          not. There are tools that will generate parts from generic
          descriptions to the formats of popular cad tools - e.g.
          Ultra-librarian and Library Loader - but they are often less
          than ideal - particularly with complicated parts that should
          have multiple symbols in functional groupings, not  one big
          block with 900 pins. Element14 also added a lot of parts
          (thank you) to Eagle, but often with poor symbols. And a lot
          of stuff you'll download from the Internet is poor or outright
          wrong. If a part cannot be found, then considerable time will
          need to be devoted to building and verifying the part before
          the PCB layout can continue. Even if a part is found - is it
          correct? What design rules are implied? Frankly, this is the
          vast majority of all PCB design activities. So this is an area
          where many hands could potentially help by contributing. There
          will be ongoing needs to build parts, verify parts, and manage
          libraries of proven good parts. Have a look at the oresat
          project's Eagle libraries <a
            href="https://github.com/oresat/oresat-eagle-libraries"
            moz-do-not-send="true">https://github.com/oresat/oresat-eagle-libraries</a>.
          They seem to have a workable approach for their needs. </div>
        <div><br>
        </div>
        <div>9. PCB design software is more than schematic capture and
          layout. It also involve simulation (e.g. Spice) and design
          rule verification. Over the last decade, integration with 3D
          mechanical tools has also become common. Those in the tool
          business must  continue to provide value to their customers.
          Autodesk bought Eagle to add to their other offerings. Their
          Fusion product is now pretty usable and economical at the low
          end and integrates with their 3D.  They continue to offer free
          eagle versions but their main offering is now their $60/month
          Fusion product. Several in this group use these tools
          professionally and they are good value for money. The Autodesk
          model is pretty workable as the tools are licensed per named
          individual but they can be purchased month to month (or
          longer). So they are a good match to specific board projects.
          Part work can always be done with the free versions or the
          very stable version 7. When we are designing and building
          complex boards with $2000 parts a few months of Fusion for a
          couple of people is in the noise. They are a wise use of
          funding - especially when they leverage what would otherwise
          be tens of thousands of dollars of engineering labor.</div>
        <div><br>
        </div>
        <div>10. So I think that the original question that started this
          thread should probably be rephrased as:</div>
        <div><br>
        </div>
        <div>A. Who has available time and willingness in the coming
          months (and reasonable skill) for building parts in X, or Y,
          or X and Z including Footprints, Symbols (not just big
          squares), and 3D models and/or verifying same keeping in mind
          that it's usually best for building and verifying to be done
          by different persons. What tools would be needed to take
          advantage of those skills. </div>
        <div><br>
        </div>
        <div>11. As to the complex boards, I think that is going to be
          case by case as design/layout/design rules etc are pretty much
          engineered together and difficult to partition within a single
          board. Generally, the board designer(s) will be using the
          tools. I'm sure expert advice on best practices for any tool
          will always be encouraged and well received. </div>
        <div><br>
        </div>
        <div>12. As a final note, Eagle/Fusion 360 in  the latest
          versions have a feature called "Design Blocks" which allow
          grouping of components and traces to be made and treated as
          one (other tools also have this but it has been notably
          awkward to do this with Eagle in the past). This adds another
          layer of library-like work. It's especially useful for things
          like switching power supplies and audio circuits where
          grounding and routing issues are critical. It's valuable to
          have drop in blocks for such things that have been proven all
          the way to hardware verification (including EMC). Generally
          using these and the 3D fetures requires Fusion as well a
          Fusion user in the Organization that hosts the resources. So
          there might need to be at least one more or less permanent
          fusion subscription by the organization in addition to
          whatever month to month subscriptions are required by those
          that are not already fusion subscribers. </div>
        <div><br>
        </div>
        <div>As usual - this is only my $0.02 - your mileage may vary -
          use at your own risk.</div>
        <div><br>
        </div>
        <div>WU1Y</div>
        <div><br>
        </div>
        <div><br>
        </div>
        <div><br>
        </div>
        <div><br>
        </div>
        <div><br>
        </div>
        <div><br>
        </div>
      </div>
      <br>
      <div class="gmail_quote">
        <div dir="ltr" class="gmail_attr">On Mon, Jul 27, 2020 at 3:51
          PM Bruce Perens via Ground-Station
          <a class="moz-txt-link-rfc2396E" href="mailto:ground-station@lists.openresearch.institute"><ground-station@lists.openresearch.institute></a> wrote:<br>
        </div>
        <blockquote class="gmail_quote" style="margin:0px 0px 0px
          0.8ex;border-left:1px solid rgb(204,204,204);padding-left:1ex">
          <div dir="ltr">
            <div dir="ltr"><br>
            </div>
            <br>
            <div class="gmail_quote">
              <div dir="ltr" class="gmail_attr">On Mon, Jul 27, 2020 at
                9:32 AM Robert McGwier via Ground-Station
                <a class="moz-txt-link-rfc2396E" href="mailto:ground-station@lists.openresearch.institute"><ground-station@lists.openresearch.institute></a>
                wrote:<br>
              </div>
              <blockquote class="gmail_quote" style="margin:0px 0px 0px
                0.8ex;border-left:1px solid
                rgb(204,204,204);padding-left:1ex">
                <div dir="ltr">I wish to say that the issue of which
                  tool to be used should not be dependent on cost or
                  personal ability to pay.  Don't ask me more than that,
                  but you are entitled to guess all you want.</div>
              </blockquote>
              <div><br>
              </div>
              <div>This is just fine if you are making a decision on
                behalf of your university, Federated Wireless, or
                Hawkeye 360.</div>
              <div><br>
              </div>
              <div>We are Amateurs.</div>
              <div><br>
              </div>
              <div>It is a given that we would be using these tools in a
                personal capacity to build experience and achieve our
                own projects. And then using them in a broader role.
                Thus, a tool which is in our reach financially is indeed
                important.</div>
              <div><br>
              </div>
              <div>We also wish to teach with our tools. <i>Formal</i>
                education is not a mission of ORI because of the need to
                be licensed and accredited, and the fact that this would
                have delayed our initial 501(c)3 acceptance. But we
                still wish to teach through example, through the
                opportunity to participate, and all of the things we
                create.</div>
              <div><br>
              </div>
              <div>When we first got money, we used it to license
                proprietary software. This is ironic. It's certainly
                less than optimal, and we should be using Open Source if
                at all possible. Decisions to license proprietary
                products should never be made lightly.</div>
              <div><br>
              </div>
              <div>    Thanks</div>
              <div><br>
              </div>
              <div>    Bruce</div>
              <div> </div>
            </div>
          </div>
        </blockquote>
      </div>
    </blockquote>
  </body>
</html>