Firmware vs. software: ligheder og forskelle

Firmware og software er to udtryk, der passer ind i moderne indlejrede systemer og computere.

Verden forvandles til en digital verden, hvor det meste arbejde udføres via computere. Software og hardware er de mest almindelige termer, der bruges, når man diskuterer computere.

Mange elementer dedikerer sig til fremstillingen af ​​moderne teknologiske enheder. Der findes forskellige slags software og hardware, og du kan støde på firmware.

I den elektroniske industri er firmware og software jævnt populære. Det kan være vanskeligt at skelne mellem disse udtryk, da de nogle gange kan have samme formål.

For manuel installation af en Android OS-opdatering kan det for eksempel henvise til Firmware. Dette betyder, at mens du blinker OS-opdateringen på din Android-telefon, er softwaren bygget til enhedsspecifik hardware eller firmware.

Hvis det ser forvirrende ud, så lad mig komme nærmere ind på dette emne.

I denne artikel vil jeg forklare forskellene, lighederne og nogle tilfælde af brug af software og firmware.

Nu sker det!

Hvad er firmware?

I computerverdenen bruges firmware som en specifik klasse af computersoftware, der tilbyder kontrol på lavt niveau for specifik hardware på enhver enhed. Firmware indeholder væsentlige funktioner i enheden og leverer hardwareabstraktionstjenester til software på højere niveau, f.eks. operativsystemer.

For de enheder, der er mindre komplekse, fungerer firmware som det komplette operativsystem, der udfører kontrol-, overvågnings- og datamanipulationsfunktionerne. Den opbevares i ikke-flygtige hukommelsesenheder, inklusive EPROM, EEPROM, Flash-hukommelse og ROM.

En amerikansk videnskabsmand Ascher Opler opfandt udtrykket “Firmware” i 1967. Han brugte udtrykket til at beskrive et mikroprogram mellem software og hardware.

Under opdatering af firmwaren kræver det, at ROM udskiftes fysisk eller EPROM omprogrammeres ved hjælp af en bestemt procedure. Nogle firmwarehukommelsesenheder kan ikke ændres efter permanent installation.

Desuden er den afgørende årsag bag opdatering af firmwaren at rette fejl, tilføje funktioner til enheden og mere. Du kan simpelthen tænke på firmware som “software til hardware.” Selvom software er et andet udtryk, er de forbundet, men er ikke udskiftelige.

Producenter af enhederne udgiver ofte regelmæssige opdateringer for at holde hardwaren kørende og kompatibel med de nye medier. Netværksrouterproducenter frigiver også firmwareopdateringer på dine enheder for at forbedre netværkets ydeevne. Det samme gælder smartphone-producenter, kameraproducenter og flere. Du skal blot besøge producentens hjemmeside for at downloade sådanne opdateringer.

Al firmware er opdelt i tre hovedkategorier baseret på hardwareintegrationsniveauet. De er:

• Firmware på lavt niveau betragtes som en iboende del af enhedens hardware. Firmware på lavt niveau er gemt på skrivebeskyttede og ikke-flygtige chips, såsom ROM. derfor kan den ikke omskrives eller ændres. Enheder inklusive lav-niveau firmware i deres system har kun engangsprogrammerbar hukommelse.
• Firmware på højt niveau: Firmware på højt niveau tillader opdateringer, men er lidt mere kompleks end firmware på lavt niveau. Det ligger på flash-hukommelseschipsene.
• Subsystem-firmware: Det kommer som en del af det indlejrede system. Et eksempel på undersystems firmware er en servers strømundersystem. Strømundersystemet er den del af serverhardwaren, der fungerer semi-uafhængigt af en server.

Eksempel: BIOS eller unified extensible firmware interface, USB-drev, sensorer, små computere, smart cards osv.

Hvordan fungerer firmwareopdateringer?

Firmwareopdateringer tilbydes ofte for at forhindre firmwarehak, forbedre sikkerheden, rette fejl, udrulle nye funktioner og interagere med de nyeste medier. Den består af koder, der fortæller hardwaren at opføre sig på en ny og ændret måde.

Nogle internet-tilsluttede enheder tjekker jævnligt efter ny firmware og downloader og installerer den. Men andre kræver, at brugere besøger webstedet for at downloade og installere firmwareopdateringerne. Hyppigheden af ​​opdateringer kan variere afhængigt af enhedsbrug. Firmwaren i de intelligente enheder kræver muligvis ikke hyppige opdateringer.

Smartphones opgraderer almindeligvis firmware sammen med softwareopdateringer, så telefonen bliver ved med at køre, og brugere behøver ikke at opdatere firmwareversioner. Mange elektroniske enheder bliver også bedt om at forblive tændt, mens de opdaterer firmwaren.

Hvad er software?

Software er de data, programmer eller instruktioner, der bruges til at udføre computerhandlinger for at udføre specifikke opgaver. Det er bare det modsatte udtryk for hardware, der beskriver de fysiske aspekter af computersystemet. Det er uhåndgribeligt.

Du kan også henvise til software som det generiske udtryk, der bruges til at beskrive scripts, programmer og applikationer, der kører på enhver enhed. Softwaren er således en variabel del af computeren. De vigtigste kategorier af software er:

• Applikationssoftware: Det er den software, der opfylder specifikke computerbehov eller udfører nogle væsentlige opgaver.
• Systemsoftware: Softwaretypen er designet til at køre enhedens hardware. Derudover giver det en platform, hvor applikationerne kan køre.
• Programmeringssoftware: Denne software giver de programmeringsværktøjer, som en softwareudvikler har brug for. Det refererer også til udtrykket middleware, der kommer mellem system og applikationssoftware. Ydermere får du driversoftware, der driver dine computerenheder og ydre enheder.

I begyndelsen af ​​1980’erne blev software solgt på disketter. Senere blev den solgt på cd’er og dvd’er. Det meste af softwaren er købt eller direkte downloadet over internettet. Du kan nemt finde forskellige typer software fra leverandørers websteder.

Lad os se nogle af typerne af softwaredesign nedenfor:

• Arkitektonisk design: Dette softwaredesign er hovedfundamentet for softwaren, som identificerer systemets struktur, hovedkomponenterne og deres relationer til hinanden ved at bruge arkitektoniske designværktøjer.
• Design på højt niveau: Det er defineret som det andet lag af softwaredesign, der fokuserer på implementeringen af ​​systemet, sammen med komponenterne, i form af moduler understøttet af en softwarestak. Derudover beskriver den sammenhængen mellem forskellige moduler og funktioner i systemet og dataflow.
• Detaljeret lag: Det defineres som det tredje lag i softwaredesignprocessen, der fokuserer på implementeringsdetaljerne for den angivne softwarearkitektur.

Softwarekvalitet kan måles ud fra nogle karakteristika, herunder tilgængelighed, kompatibilitet, funktionalitet, ydeevne, portabilitet, installerbarhed, lokalisering, effektivitet, vedligeholdelse, sikkerhed, brugervenlighed, testbarhed, pålidelighed og mere.

Hvordan virker software?

Al software giver data og anvisninger til computeren for at arbejde og opfylde brugernes behov. Som diskuteret ovenfor kan applikations- og systemsoftware fungere på forskellige måder.

Applikations software

Applikationssoftware indeholder mange programmer, der udfører specifikke roller for slutbrugere, såsom at navigere på websteder og skrive rapporter. Den udfører også opgaver for andre applikationer. Selvom applikationssoftware er software, kan det ikke køre af sig selv. Det kræver at køre en computers operativsystem og anden understøttende systemsoftware.

Disse er de desktop-applikationer, der er installeret på brugerens computer for at bruge computerens hukommelse til at udføre nogle opgaver. De optager plads på harddisken og behøver ingen internetforbindelse for at udføre opgaver.

På den anden side skal webapplikationer have en internetforbindelse for at fungere. De vil ikke stole på, at systemsoftwaren eller hardwaren fungerer. Enheder, der indeholder webbrowsere, lader brugere starte webapplikationer hurtigt.

Systemsoftware

Systemsoftwaren har reserveret en plads mellem applikationssoftware og computerhardware. Den kører i baggrunden og håndterer de væsentlige funktioner på din computer. Dette koordinerer systemsoftware og hardware, så du kan køre software på højt niveau til at udføre specifikke opgaver.

Systemsoftware begynder at fungere, når en computer starter op og kører kontinuerligt, så længe computersystemet er tændt. Det er skrevet i lavniveau maskinkode eller assemblersprog. Det kører således uafhængigt og tillader computersystemet at fungere godt.

Firmware vs Software: Ligheder

Begreberne firmware og software er udskiftelige udtryk i sammenhæng med indlejrede systemer. I industrien for indlejrede systemer har det nogle ligheder. På andre måder vil du finde firmware er en type kendt som lav-niveau software.

Du kan endda se stillingsopslag, der nævner “Embedded Software Engineer” eller “Embedded Firmware Engineer” med den samme jobbeskrivelse. Dette sker, fordi applikationssiden af ​​systemet er udviklet med systemsiden.

For eksempel, når du arbejder med barebone-designet (uden et operativsystem), vil du kun have nogle mikrocontroller-leverandørspecifikke filer (CPU, der understøtter drivere og headere) og nogle få tredjepartsdrivere (til skærm og TCP/IP). Disse filer kan håndtere hardwaresiden af ​​softwaren.

Med drivere og overskrifter kan du skrive applikationssoftware; senere kombineres alle filerne til en binær fil. Hvis du er et operativsystem som FreeRTOS eller VxWorks, tager RTOS ansvaret for hukommelsesstyring og kontekstskift. På trods af det skal du skrive applikationssoftware ved hjælp af mikrocontrollerdrivere, tredjepartsdrivere og RTOS-filer.

Firmware vs Software: Forskelle

Lad os dykke dybt ned i nogle forskelle mellem firmware og software.

FirmwareSoftwareDet er en type software, der kontrollerer hardwaren og opdaterer regelmæssigt. Det er et sæt instruktioner til computersystemet. Firmware er lavniveausoftwaren placeret mellem operativsystemet og hardwaren.Softwaren sidder oven på operativsystemet og interagerer ikke direkte med hardwaren.Den inkluderer lavniveau firmware, firmware på højt niveau og undersystems firmware. Den omfatter applikations-, system-, programmerings-, middleware- og driversoftware. Dens størrelse er lille. Dens størrelse kan være massiv, selvom den er praktisk talt. Den er beregnet til ikke at blive ændret. Den kan være tilpasset eller modificeret afhængigt af brugernes præferencer eller behov.Den programmeres kun én gang.Du kan installere og afinstallere softwaren så mange gange du vil.Du får firmware i hardwarens flashlager.Den gemmes på den sekundære lagerenhed i computersystemet.Lavniveauprogrammeringssprog bruges under udviklingen.Både højniveau- og lavniveauprogrammeringssprog bruges under udvikling.Det kører direkte på hukommelseschips, som er ikke-flygtig sekundær hukommelse som EEPROMS og flash. Det kopieres fra flytbare medier, såsom dvd’er, USB’er osv., og installeres på lagerenheder som SSD’er eller harddiske. Eksempler er UEFI- og BIOS-firmware, som producenter af computerbundkort leverer. Også OpenSource Router-firmware som OpenWrt og DD-WRT. Eksempler er operativsystemer som Linux, Android, Windows osv., og applikationer som browsere, apps, spil, MS Office osv.

Firmware vs Software: Use Cases

Brug Cases of Firmware

Du vil få firmware i rækken af ​​computerudstyr, inklusive komplicerede enheder. Nogle af de virkelige anvendelser af firmware er som følger:

• Personlig computer: En computers firmware kommer indlejret i en lille hukommelseschip. Computerudstyr, såsom videokort, grafik osv., indeholder også firmware.
• Hvidevarer: Vaskemaskiner og opvaskemaskiner bruger firmware. Det gør det muligt for maskinen at kommunikere med en computer, der konfigurerer indstillingerne og kontrollerne.
• Lagerenheder: Harddiske, bærbare lagerenheder og USB-drev indeholder firmware, der gør det muligt for enheder at fungere sammen med computersystemet.
• Smartkort: Smartkort indeholder også firmware til at integrere instruktioner i chippen for at tilbyde grundlæggende funktioner, kryptering og godkendelse.
• Biler: Køretøjer indeholder sensorer, små computere og indlejrede systemer med firmware, der hjælper dem med at udføre deres opgaver.
• Mobile enheder: Laptops, tablets, smartphones og andre mobile enheder indeholder firmware, der gør det muligt for hardwaren at køre med flere software.

Brugstilfælde af software

Jeg gætter på, at næsten alle brugere til dato kender software. Uanset hvad de installerer og downloader på deres computer eller andre enheder, er det i form af software. Det er allerede føjet til alles rutine at bruge enhver software. Det har en bred vifte af applikationer over hele kloden.

Med hensyn til applikationssoftware er eksemplerne:

• Tekstbehandlingssoftware: MS Word, Notepad og Wordpad
• Regnearkssoftware: Microsoft Excel, Apple Numbers osv.
• Databasesoftware: MS Access og Oracle mv.
• Simuleringssoftware: Videnskabelige simulatorer og flysimulatorer
• Enterprise software: Customer Relationship Management System (CRM)
• Multimediesoftware: Medieafspiller og Real Player
• Uddannelsessoftware: Encarta, BritannicaMathematical, Google Earth, NASA World Wind
• Præsentationssoftware: Keynotes og Microsoft Powerpoint
• Informationsarbejdersoftware: Ressourcestyringsværktøjer, dokumentationsværktøjer osv.
• Applikationspakker: Microsoft Office, OpenOffice osv.
• Software til indholdsadgang: Webbrowsere, adgang til indhold via medieafspillere og mere

Med hensyn til systemteknik er eksemplerne:

• Operativsystemer som Windows, macOS og Linux
• Enhedsdrivere
• Firmware
• BIOS og UEFI
• Oversætter til programmeringssprog
• Hjælpeprogrammer

Konklusion

Firmware bruges generelt til at mikrokode det indlejrede system i de fleste hardware, hvorimod software refererer til programmer på højt niveau. Det er vanskeligt at udskifte firmware, men i tilfælde af software vil du aldrig stå over for meget besvær.

Firmware er dog systemsoftware, der styrer en enheds hardware. Software som helhed er et sæt instruktioner, der tillader din computer eller andre enheder at udføre opgaver. Jeg håber, at de vigtigste forskelle og ligheder mellem firmware og software er tydelige nu.

Du kan også være interesseret i at lære om tingenes internet (IoT).