Firmware a software jsou dva pojmy, které se hodí do moderních vestavěných systémů a počítačů.
Svět se proměňuje v digitální svět, kde většina práce probíhá prostřednictvím počítačů. Software a hardware jsou nejběžnější termíny používané při diskusích o počítačích.
Mnoho prvků se věnuje výrobě moderních technologických zařízení. Existují různé druhy softwaru a hardwaru a můžete se setkat s firmwarem.
V elektronickém průmyslu jsou firmware a software rovnoměrně oblíbené. Rozlišování mezi těmito pojmy může být složité, protože někdy mohou mít stejný účel.
Například pro ruční instalaci aktualizace operačního systému Android může odkazovat na Firmware. To znamená, že při flashování aktualizace operačního systému na vašem telefonu Android je software vytvořen pro hardware nebo firmware specifický pro zařízení.
Pokud to vypadá zmateně, dovolte mi, abych se na toto téma podrobně podíval.
V tomto článku vysvětlím rozdíly, podobnosti a některé případy použití softwaru a firmwaru.
Tady jsme!
Table of Contents
Co je firmware?
V počítačovém světě se firmware používá jako specifická třída počítačového softwaru, který nabízí nízkoúrovňové řízení pro konkrétní hardware jakéhokoli zařízení. Firmware obsahuje základní funkce zařízení a poskytuje služby abstrakce hardwaru pro software vyšší úrovně, řekněme, operační systémy.
U méně složitých zařízení funguje firmware jako kompletní operační systém, který provádí funkce řízení, monitorování a manipulace s daty. Je uložen v energeticky nezávislých paměťových zařízeních, včetně EPROM, EEPROM, Flash paměti a ROM.
Americký vědec Ascher Opler vymyslel v roce 1967 frázi „firmware“. Tento termín použil k popisu mikroprogramu mezi softwarem a hardwarem.
Aktualizace firmwaru vyžaduje fyzickou výměnu paměti ROM nebo přeprogramování EPROM pomocí konkrétního postupu. Některá paměťová zařízení s firmwarem nelze po trvalé instalaci změnit.
Kromě toho je zásadním důvodem aktualizace firmwaru oprava chyb, přidání funkcí do zařízení a další. Firmware si můžete jednoduše představit jako „software pro hardware“. Přestože software je jiný termín, jsou propojeny, ale nejsou zaměnitelné.
Výrobci zařízení často vydávají pravidelné aktualizace, aby byl hardware v chodu a kompatibilní s novými médii. Výrobci síťových směrovačů také vydávají aktualizace firmwaru pro vaše zařízení, aby zvýšili výkon sítě. Totéž platí pro výrobce smartphonů, výrobce fotoaparátů a další. Pro stažení takových aktualizací stačí navštívit web výrobce.
Veškerý firmware je rozdělen do tří hlavních kategorií podle úrovně integrace hardwaru. Oni jsou:
- Nízkoúrovňový firmware je považován za nedílnou součást hardwaru zařízení. Nízkoúrovňový firmware je uložen na čipech pouze pro čtení a na energeticky nezávislých čipech, jako je ROM. proto jej nelze přepsat ani změnit. Zařízení obsahující nízkoúrovňový firmware ve svém systému mají pouze jednorázovou programovatelnou paměť.
- Firmware vyšší úrovně: Firmware vyšší úrovně umožňuje aktualizace, ale je o něco složitější než firmware nižší úrovně. Nachází se na čipech flash paměti.
- Firmware subsystému: Dodává se jako součást vestavěného systému. Příkladem firmwaru subsystému je subsystém napájení serveru. Napájecí subsystém je část hardwaru serveru, která funguje částečně nezávisle na serveru.
Příklad: BIOS nebo jednotné rozšiřitelné rozhraní firmwaru, USB disky, senzory, malé počítače, čipové karty atd.
Jak fungují aktualizace firmwaru?
Aktualizace firmwaru jsou často nabízeny, aby se zabránilo hacknutí firmwaru, zlepšilo zabezpečení, opravily chyby, zavedly nové funkce a komunikovaly s nejnovějšími médii. Skládá se z kódů, které říkají hardwaru, aby se choval novým a upraveným způsobem.
Některá zařízení připojená k internetu pravidelně kontrolují nový firmware a stahují a instalují jej. Jiné však vyžadují, aby uživatelé navštívili web a stáhli a nainstalovali aktualizace firmwaru. Frekvence aktualizací se může lišit v závislosti na použití zařízení. Firmware v inteligentních zařízeních nemusí vyžadovat časté aktualizace.
Smartphony běžně aktualizují firmware spolu s aktualizacemi softwaru, takže telefon stále běží a uživatelé nebudou muset aktualizovat verze firmwaru. Mnoho elektronických zařízení je také požádáno, aby zůstala zapnutá při aktualizaci firmwaru.
Co je software?
Software jsou data, programy nebo instrukce používané k provádění počítačových operací za účelem provádění konkrétních úkolů. Je to právě opačný termín hardware, který popisuje fyzické aspekty počítačového systému. Je to nehmotné.
Na software můžete také odkazovat jako na obecný termín používaný k popisu skriptů, programů a aplikací, které běží na jakémkoli zařízení. Software je tedy variabilní součástí počítače. Hlavní kategorie softwaru jsou:
- Aplikační software: Je to software, který splňuje specifické potřeby počítače nebo provádí některé základní úkoly.
- Systémový software: Typ softwaru je určen ke spuštění hardwaru zařízení. Kromě toho poskytuje platformu pro běh aplikací.
- Programovací software: Tento software poskytuje programovací nástroje, které potřebuje vývojář softwaru. Odkazuje také na termín middleware, který se nachází mezi systémovým a aplikačním softwarem. Navíc získáte software ovladače, který ovládá vaše počítačová zařízení a periferní zařízení.
Na začátku 80. let se software prodával na disketách. Později se prodával na CD a DVD. Většina softwaru byla zakoupena nebo přímo stažena přes internet. Na webových stránkách prodejců můžete snadno najít různé druhy softwaru.
Podívejme se na některé typy návrhů softwaru níže:
- Architektonický návrh: Tento návrh softwaru je hlavním základem softwaru, který identifikuje strukturu systému, hlavní komponenty a jejich vzájemné vztahy pomocí nástrojů architektonického návrhu.
- High-level design: Je definován jako druhá vrstva softwarového designu, která se zaměřuje na implementaci systému spolu s komponentami ve formě modulů podporovaných softwarovým stackem. Kromě toho popisuje vztahy mezi různými moduly a funkcemi systému a datovým tokem.
- Detailní vrstva: Je definována jako třetí vrstva procesu návrhu softwaru, která se zaměřuje na detaily implementace pro specifikovanou softwarovou architekturu.
Kvalitu softwaru lze měřit pomocí některých charakteristik, včetně přístupnosti, kompatibility, funkčnosti, výkonu, přenositelnosti, instalovatelnosti, lokalizace, efektivity, udržovatelnosti, bezpečnosti, použitelnosti, testovatelnosti, spolehlivosti a dalších.
Jak software funguje?
Veškerý software poskytuje data a pokyny do počítače, aby pracoval a vyhovoval potřebám uživatelů. Jak bylo uvedeno výše, aplikační a systémový software může fungovat různými způsoby.
Aplikační software
Aplikační software obsahuje mnoho programů, které plní specifické role pro koncové uživatele, jako je procházení webových stránek a psaní zpráv. Provádí úkoly i pro jiné aplikace. Přestože aplikační software je software, nemůže běžet samostatně. Vyžaduje spuštění operačního systému počítače a dalšího podpůrného systémového softwaru.
Jedná se o desktopové aplikace nainstalované v počítači uživatele, které využívají paměť počítače k provádění některých úkolů. Zabírají místo na pevném disku a k provádění úkolů nepotřebují žádné připojení k internetu.
Na druhou stranu webové aplikace potřebují ke svému fungování připojení k internetu. Nebudou se spoléhat na to, že systémový software nebo hardware bude fungovat. Zařízení obsahující webové prohlížeče umožňují uživatelům rychle spouštět webové aplikace.
Systémový software
Systémový software si rezervoval místo mezi aplikačním softwarem a počítačovým hardwarem. Běží na pozadí a obsluhuje základní funkce vašeho počítače. To koordinuje systémový software a hardware, takže můžete spouštět software na vysoké úrovni pro provádění konkrétních úkolů.
Systémový software začne fungovat při spuštění počítače a běží nepřetržitě, dokud je počítačový systém zapnutý. Je napsán v nízkoúrovňovém strojovém kódu nebo v assembleru. Funguje tedy nezávisle a umožňuje počítačovému systému dobře fungovat.
Firmware vs Software: Podobnosti
Pojmy firmware a software jsou v kontextu vestavěných systémů zaměnitelné. V odvětví vestavěných systémů má některé podobnosti. Jinými způsoby zjistíte, že firmware je typ známý jako software nízké úrovně.
Můžete dokonce vidět seznamy úloh zmiňujících „Embedded Software Engineer“ nebo „Embedded Firmware Engineer“ se stejným popisem úlohy. K tomu dochází, protože aplikační strana systému je vyvíjena se systémovou stranou.
Například při práci s barebone designem (bez operačního systému) budete mít pouze některé soubory specifické pro dodavatele mikrokontroléru (CPU, který podporuje ovladače a hlavičky) a několik ovladačů třetích stran (pro displej a TCP/IP). Tyto soubory zvládnou hardwarovou stránku softwaru.
Pomocí ovladačů a hlaviček můžete psát aplikační software; později se všechny soubory sloučí do binárního souboru. Pokud používáte operační systém jako FreeRTOS nebo VxWorks, RTOS přebírá odpovědnost za správu paměti a přepínání kontextu. Navzdory tomu musíte psát aplikační software s pomocí ovladačů mikrokontroléru, ovladačů třetích stran a souborů RTOS.
Firmware vs Software: Rozdíly
Pojďme se hluboce ponořit do některých rozdílů mezi firmwarem a softwarem.
FirmwareSoftwareJe to typ softwaru, který řídí hardware a pravidelně se aktualizuje. Jedná se o sadu instrukcí pro počítačový systém. Firmware je software nízké úrovně umístěný mezi operačním systémem a hardwarem. Software je umístěn nad operačním systémem a přímo neinteraguje s hardwarem. firmware, firmware na vysoké úrovni a firmware subsystému. Zahrnuje aplikaci, systém, programování, middleware a software ovladačů. Jeho velikost je malá. Jeho velikost může být obrovská, i když virtuálně. Není určeno k úpravě. přizpůsobené nebo upravené v závislosti na preferencích nebo potřebách uživatelů, Je naprogramován pouze jednou. Software můžete instalovat a odinstalovat, kolikrát chcete. Firmware získáte na hardwarovém flash úložišti. Je uložen na sekundárním paměťové zařízení počítačového systému.Při vývoji se používá nízkoúrovňový programovací jazyk.Při vývoji se používá vysokoúrovňový i nízkoúrovňový programovací jazyk.Běží přímo na paměťových čipech, které jsou energeticky nezávislou sekundární pamětí jako EEPROMS a flash. Kopíruje se z vyměnitelných médií, jako jsou DVD, USB atd., a instaluje se do úložných zařízení, jako jsou SSD nebo pevné disky. Příkladem je firmware UEFI a BIOS, který poskytují výrobci základních desek počítačů. Také firmware směrovače OpenSource, jako je OpenWrt a DD-WRT. Příklady jsou operační systémy jako Linux, Android, Windows atd., a aplikace, jako jsou prohlížeče, aplikace, hry, MS Office atd.
Firmware vs Software: Případy použití
Případy použití firmwaru
Získáte firmware v rozsahu výpočetní techniky včetně komplikovaných zařízení. Některá použití firmwaru v reálném světě jsou následující:
- Osobní počítač: Firmware počítače je součástí malého paměťového čipu. Počítačové periferie, jako jsou grafické karty, grafika atd., také obsahují firmware.
- Domácí spotřebiče: Pračky a myčky nádobí využívají firmware. Umožňuje stroji komunikovat s počítačem konfigurujícím nastavení a ovládací prvky.
- Úložná zařízení: Pevné disky, přenosná úložná zařízení a jednotky USB obsahují firmware, který umožňuje zařízením fungovat s počítačovým systémem.
- Čipové karty: Čipové karty také obsahují firmware pro vložení instrukcí do čipu, který nabízí základní funkce, šifrování a ověřování.
- Automobilový průmysl: Vozidla obsahují senzory, malé počítače a vestavěné systémy s firmwarem, který jim pomáhá plnit jejich úkoly.
- Mobilní zařízení: Notebooky, tablety, smartphony a další mobilní zařízení obsahují firmware, který umožňuje, aby hardware fungoval s více softwarem.
Případy použití softwaru
Myslím, že software zná téměř každý uživatel. Cokoli instalují a stahují do svého počítače nebo jiných zařízení, je ve formě softwaru. Používání jakéhokoli softwaru je již součástí rutiny každého. Má širokou škálu aplikací po celém světě.
Pokud jde o aplikační software, příklady jsou:
- Software pro zpracování textu: MS Word, Poznámkový blok a Wordpad
- Tabulkový software: Microsoft Excel, Apple Numbers atd.
- Databázový software: MS Access a Oracle atd.
- Simulační software: Vědecké simulátory a letecké simulátory
- Podnikový software: Systém řízení vztahů se zákazníky (CRM)
- Multimediální software: Media player a Real player
- Vzdělávací software: Encarta, BritannicaMathematical, Google Earth, NASA World Wind
- Prezentační software: Keynotes a Microsoft Powerpoint
- Software pro informační pracovníky: Nástroje pro správu zdrojů, nástroje pro dokumentaci atd.
- Sady aplikací: Microsoft Office, OpenOffice atd.
- Software pro přístup k obsahu: Webové prohlížeče, přístup k obsahu prostřednictvím přehrávačů médií a další
Pokud jde o systémové inženýrství, příklady jsou:
- Operační systémy jako Windows, MacOS a Linux
- Ovladače zařízení
- Firmware
- BIOS a UEFI
- Překladač programovacích jazyků
- Utility
Závěr
Firmware se obecně používá k mikrokódování vestavěného systému ve většině hardwaru, zatímco software se týká programů na vysoké úrovni. Výměna firmwaru je složitá, ale v případě softwaru vás nikdy nečeká mnoho problémů.
Firmware je však systémový software, který řídí hardware zařízení. Software jako celek je soubor instrukcí, které umožňují vašemu počítači nebo jinému zařízení provádět úkoly. Doufám, že klíčové rozdíly a podobnosti mezi firmwarem a softwarem jsou již zřejmé.
Také by vás mohlo zajímat informace o internetu věcí (IoT).