硬件常识 --- 完全开源的手机硬件方案

目前不存在完全开源的手机硬件方案（即像开源软件那样公开所有设计文件、电路图且允许自由修改和制造），但存在部分开源或开放程度较高的项目，主要集中在以下方向：

1. 模块化/可维修手机（最接近“开源精神”的实践）

• Framework Phone (即将推出)：

  • 知名模块化笔记本厂商 Framework 宣布进军手机领域，预计2024-2025年推出。

  • 核心理念：高度模块化、易维修、可升级。

  • 开放程度：承诺会公开部分设计文档（如3D打印文件、维修指南），硬件接口可能开放规范，但核心芯片组（SoC、基带）仍是商业闭源黑盒。

  • 目标：通过模块化延长手机寿命，减少电子垃圾。

2. 开源软件驱动的开放硬件平台

• PinePhone / PinePhone Pro (Pine64):

  • 基于 全志A64 / Rockchip RK3399S 等成熟商业SoC。

  • 开放程度：

    • 公开完整的电路原理图和PCB布局文件（通常是KiCad格式）。

    • 公开物料清单(BOM)。

    • 外壳3D文件开源。

  • 局限：

    • 核心SoC、基带、GPU、WiFi/BT芯片等关键组件本身是闭源的商业芯片。

    • 性能较低（接近多年前的中低端机），主要面向Linux手机OS爱好者和开发者。

    • 基带处理器运行在独立的MCU上（隔离设计），但其固件通常不开源。

• Librem 5 (Purism):

  • 基于 NXP i.MX 8M 应用处理器。

  • 开放程度：

    • 公开部分原理图和硬件设计文档。

    • 强调硬件隔离开关（摄像头、麦克风、WiFi/BT基带可物理断电）和隐私安全。

  • 局限：

    • 核心SoC、GPU等仍是闭源商业芯片。

    • 成本高昂，性能一般，定位安全隐私需求的极客/企业用户。

    • 基带同样独立（通常是移远模组），固件不开源。

3. 开源硬件社区项目 (概念/原型居多)

• MNT Reform：虽然主要是开源笔记本，但其理念展示了模块化、文档完全开放的可能性。未来若有手机计划，可能会遵循类似原则。

• 其他创客项目：在GitHub、Hackaday等平台偶尔有爱好者分享基于树莓派CM4或其他模块的手机DIY项目，但通常功能简陋（无蜂窝网络或仅2G/3G），离实用商用相差甚远。

为什么难以实现“完全开源”的手机硬件？

1. 核心芯片的闭源性：

   • 应用处理器(SoC)：高通、联发科、三星、苹果的SoC设计高度复杂且包含大量私有IP（包括来自Arm的授权核心），不可能开源。

   • 基带处理器：这是手机接入蜂窝网络的核心，技术壁垒极高，涉及大量专利和认证（各国入网许可）。高通、联发科、紫光展锐等厂商的基带都是闭源商业产品。开源基带项目几乎不存在（曾有过OsmocomBB等2G研究项目，但无实用价值）。

   • GPU、NPU、ISP等专用加速器：通常集成在SoC内或作为独立IP，同样闭源。

   • 射频前端、功放、天线设计：涉及高频模拟电路，设计复杂且依赖专业知识和专利，难以开源。

2. 专利壁垒：蜂窝通信标准（4G/5G）涉及海量必要专利，由高通、诺基亚、爱立信等公司持有。制造合规的手机必须获得授权，这对开源项目是巨大障碍。

3. 认证成本：手机上市需要通过各国严格的无线电、安全（如SAR）、电磁兼容（EMC）等认证，费用高昂，开源社区难以承担。

4. 供应链与制造难度：现代手机是高度集成的精密设备，涉及复杂的多层PCB、微型元件贴装（SMT）、精密组装和测试，个人或小团队几乎无法量产。

5. 驱动与固件：即使硬件设计开源，为闭源的核心芯片（尤其是GPU、基带）编写开源驱动和固件极其困难，甚至不可能（厂商不提供底层文档）。

结论：现实可行的“开源”方向

1. 模块化与可维修设计：如Framework Phone，通过开放物理接口规范、维修文档和模块替换来延长寿命，这是目前最实用的“开放”路径。

2. 基于商业SoC的开放平台：如PinePhone/Librem 5，公开电路板设计、BOM和外设接口文档，允许社区修改外围电路或外壳，但核心芯片仍是黑盒。适合开发者和爱好者运行开源Linux系统（如postmarketOS, Ubuntu Touch, Plasma Mobile）。

3. 软件层开源：安卓开源项目（AOSP）和第三方ROM（如LineageOS）是软件层面的开源实践，与硬件无关。

总而言之：
完全开源的手机硬件方案目前不存在，未来也极难实现。 最接近的是部分开放硬件设计文档的模块化手机（Framework）或面向开发者的Linux手机平台（PinePhone, Librem 5），它们开放了主板、接口等“非核心”部分的硬件设计，但最关键的SoC、基带、GPU等组件仍是闭源商业芯片。选择这些设备更多是出于对隐私、可维修性、开发自由度的追求，而非获得“全栈开源硬件”。