Firmware och mjukvara är två termer som passar in i moderna inbyggda system och datorer.
Världen håller på att förvandlas till en digital värld där det mesta arbetet sker via datorer. Mjukvara och hårdvara är de vanligaste termerna som används när man diskuterar datorer.
Många element ägnar sig åt tillverkningen av moderna tekniska enheter. Det finns olika typer av mjukvara och hårdvara, och du kan stöta på firmware.
I den elektroniska industrin är firmware och mjukvara lika populära. Att skilja mellan dessa termer kan vara knepigt eftersom de ibland kan ha samma syfte.
Till exempel, för manuell installation av en Android OS-uppdatering kan det hänvisa till Firmware. Detta innebär att när OS-uppdateringen blinkar på din Android-telefon är programvaran byggd för enhetsspecifik hårdvara eller firmware.
Om det ser förvirrande ut, låt mig bli heltäckande om detta ämne.
I den här artikeln kommer jag att förklara skillnaderna, likheterna och vissa användningsfall av programvara och firmware.
Nu kör vi!
Innehållsförteckning
Vad är firmware?
I datorvärlden används firmware som en specifik klass av datorprogramvara som erbjuder kontroll på låg nivå för specifik hårdvara på vilken enhet som helst. Firmware innehåller väsentliga funktioner för enheten och tillhandahåller hårdvaruabstraktionstjänster till högre nivåer av mjukvara, till exempel operativsystem.
För de enheter som är mindre komplexa fungerar firmware som det kompletta operativsystemet som utför kontroll-, övervaknings- och datamanipuleringsfunktionerna. Det finns i icke-flyktiga minnesenheter, inklusive EPROM, EEPROM, Flash-minne och ROM.
En amerikansk forskare Ascher Opler myntade uttrycket ”Firmware” 1967. Han använde termen för att beskriva ett mikroprogram mellan mjukvara och hårdvara.
Under uppdatering av firmware krävs att ROM fysiskt ersätts eller EPROM omprogrammeras med en viss procedur. Vissa fasta minnesenheter kan inte ändras efter permanent installation.
Dessutom är det avgörande skälet bakom uppdatering av firmware för att fixa buggar, lägga till funktioner till enheten och mer. Du kan helt enkelt tänka på firmware som ”mjukvaran för hårdvara”. Även om mjukvara är en annan term, är de anslutna men är inte utbytbara.
Tillverkare av enheterna släpper ofta regelbundna uppdateringar för att hålla hårdvaran igång och kompatibel med de nya medierna. Tillverkarna av nätverksrouter släpper också firmwareuppdateringar på dina enheter för att förbättra nätverkets prestanda. Detsamma gäller smartphonetillverkare, kameratillverkare och mer. Du behöver bara besöka tillverkarens webbplats för att ladda ner sådana uppdateringar.
All firmware är indelad i tre huvudkategorier baserat på hårdvaruintegreringsnivån. Dom är:
- Fast programvara på låg nivå anses vara en inneboende del av enhetens hårdvara. Firmware på låg nivå lagras på skrivskyddade och icke-flyktiga chips, såsom ROM. därför kan den inte skrivas om eller ändras. Enheter inklusive lågnivåfirmware i deras system har endast engångsprogrammerbart minne.
- Firmware på hög nivå: Firmware på hög nivå tillåter uppdateringar men är lite mer komplex än lågnivåfirmware. Den sitter på flashminneschipsen.
- Subsystem firmware: Den kommer som en del av det inbäddade systemet. Ett exempel på undersystems firmware är en servers strömundersystem. Strömundersystemet är den del av serverns hårdvara som fungerar semi-oberoende från en server.
Exempel: BIOS eller enhetligt utbyggbart firmware-gränssnitt, USB-enheter, sensorer, små datorer, smartkort, etc.
Hur fungerar firmwareuppdateringar?
Firmware-uppdateringar erbjuds ofta för att förhindra firmware-hack, förbättra säkerheten, fixa buggar, rulla ut nya funktioner och interagera med de senaste media. Den består av koder som talar om för hårdvaran att bete sig på ett nytt och modifierat sätt.
Vissa internetanslutna enheter söker regelbundet efter ny firmware och laddar ner och installerar den. Men andra kräver att användare besöker webbplatsen för att ladda ner och installera firmwareuppdateringarna. Frekvensen av uppdateringar kan variera beroende på enhetsanvändning. Den fasta programvaran i de intelligenta enheterna kanske inte kräver frekventa uppdateringar.
Smartphones uppgraderar vanligtvis firmware tillsammans med programuppdateringar, så att telefonen fortsätter att köra och användare behöver inte uppdatera firmwareversioner. Många elektroniska enheter uppmanas också att förbli på medan de uppdaterar firmware.
Vad är programvara?
Programvara är data, program eller instruktioner som används för att utföra datoroperationer för att utföra specifika uppgifter. Det är precis den motsatta termen av hårdvara som beskriver de fysiska aspekterna av datorsystemet. Det är immateriellt.
Du kan också referera till programvara som den generiska termen som används för att beskriva skript, program och applikationer som körs på vilken enhet som helst. Således är programvaran en variabel del av datorn. Huvudkategorierna av programvara är:
- Programvara: Det är programvaran som uppfyller specifika datorbehov eller utför några väsentliga uppgifter.
- Systemprogramvara: Programvarutypen är utformad för att köra enhetens hårdvara. Dessutom ger det en plattform för applikationerna att köra.
- Programmeringsprogramvara: Denna programvara tillhandahåller de programmeringsverktyg som en mjukvaruutvecklare behöver. Det hänvisar också till termen mellanprogram som kommer mellan system och applikationsprogramvara. Dessutom får du drivrutinsprogram som styr dina datorenheter och kringutrustning.
I början av 1980-talet såldes programvara på disketter. Senare såldes den på CD och DVD. Det mesta av programvaran har köpts eller laddats ner direkt över internet. Du kan enkelt hitta olika typer av programvara från leverantörers webbplatser.
Låt oss se några av typerna av mjukvarudesigner nedan:
- Arkitektonisk design: Denna mjukvarudesign är den huvudsakliga grunden för programvaran, som identifierar systemets struktur, huvudkomponenterna och deras relationer med varandra genom att använda arkitektoniska designverktyg.
- Design på hög nivå: Det definieras som det andra lagret av mjukvarudesign som fokuserar på implementeringen av systemet, tillsammans med komponenterna, i form av moduler som stöds av en mjukvarustapel. Dessutom beskriver den relationerna mellan olika moduler och funktioner i systemet och dataflödet.
- Detaljerat lager: Det definieras som det tredje lagret i mjukvarudesignprocessen som fokuserar på implementeringsdetaljerna för den angivna programvaruarkitekturen.
Programvarukvalitet kan mätas med vissa egenskaper, inklusive tillgänglighet, kompatibilitet, funktionalitet, prestanda, portabilitet, installerbarhet, lokalisering, effektivitet, underhållsbarhet, säkerhet, användbarhet, testbarhet, tillförlitlighet och mer.
Hur fungerar programvara?
All mjukvara ger data och vägbeskrivningar till datorn för att fungera och möta användarnas behov. Som diskuterats ovan kan applikations- och systemprogramvara fungera på olika sätt.
Programvara
Programvara innehåller många program som utför specifika roller för slutanvändare, som att navigera på webbplatser och skriva rapporter. Den utför uppgifter för andra applikationer också. Även om applikationsprogramvara är mjukvara kan den inte köras av sig själv. Det kräver att du kör en dators operativsystem och annan stödjande systemprogramvara.
Dessa är de skrivbordsprogram som är installerade på användarens dator för att använda datorns minne för att utföra vissa uppgifter. De tar upp plats på hårddisken och behöver ingen internetanslutning för att utföra uppgifter.
Å andra sidan behöver webbapplikationer en internetanslutning för att fungera. De kommer inte att förlita sig på att systemprogramvaran eller hårdvaran fungerar. Enheter som innehåller webbläsare låter användare starta webbapplikationer snabbt.
Systemmjukvara
Systemmjukvaran har bokat en plats mellan applikationsmjukvara och datorhårdvara. Den körs i bakgrunden och hanterar de viktigaste funktionerna på din dator. Detta samordnar systemmjukvara och hårdvara så att du kan köra programvara på hög nivå för att utföra specifika uppgifter.
Systemprogramvaran börjar fungera när en dator startar upp och körs kontinuerligt så länge som datorsystemet är på. Det är skrivet på lågnivå maskinkod eller assemblerspråk. Således körs det självständigt och låter datorsystemet fungera bra.
Firmware vs Software: Likheter
Termerna firmware och mjukvara är utbytbara termer i samband med inbyggda system. Inom industrin för inbyggda system har det vissa likheter. På andra sätt kommer du att upptäcka att firmware är en typ som kallas lågnivåprogramvara.
Du kan till och med se jobbannonser som nämner ”Embedded Software Engineer” eller ”Embedded Firmware Engineer” med samma arbetsbeskrivning. Detta beror på att applikationssidan av systemet utvecklas med systemsidan.
Till exempel, när du arbetar med barebone-designen (utan ett operativsystem), kommer du bara att ha några mikrokontrollerleverantörsspecifika filer (CPU som stöder drivrutiner och rubriker) och några drivrutiner från tredje part (för display och TCP/IP). Dessa filer kan hantera hårdvarusidan av programvaran.
Med drivrutiner och rubriker kan du skriva applikationsprogramvara; senare kombineras alla filer till en binär fil. Om du är ett operativsystem som FreeRTOS eller VxWorks tar RTOS ansvar för minneshantering och kontextväxling. Trots det måste du skriva applikationsprogramvara med hjälp av mikrokontrollerdrivrutiner, tredjepartsdrivrutiner och RTOS-filer.
Firmware vs Software: Skillnader
Låt oss djupdyka i några skillnader mellan firmware och mjukvara.
FirmwareSoftwareDet är en typ av programvara som kontrollerar hårdvaran och uppdaterar regelbundet. Det är en uppsättning instruktioner till datorsystemet. Firmware är mjukvaran på låg nivå som placeras mellan operativsystemet och hårdvaran. Programvaran sitter ovanpå operativsystemet och interagerar inte direkt med hårdvaran. Den inkluderar lågnivåprogram firmware, högnivåfirmware och subsystemfirmware.Den inkluderar applikationer, system, programmering, middleware och drivrutiner.Dess storlek är liten.Dess storlek kan vara enorm, även om den praktiskt taget är avsedd att inte modifieras.Det kan vara anpassad eller modifierad beroende på användarnas preferenser eller behov.Den programmeras endast en gång.Du kan installera och avinstallera programvaran så många gånger du vill.Du kommer att få firmware i hårdvarans flashminne.Den lagras på den sekundära lagringsenhet för datorsystemet.Lågnivåprogrammeringsspråk används under utvecklingen.Både högnivå- och lågnivåprogrammeringsspråk används under utveckling.Det körs direkt på minneschips som är icke-flyktigt sekundärt minne som EEPROMS och flash. Den kopieras från flyttbara media, såsom DVD-skivor, USB-skivor, etc., och installeras i lagringsenheter som SSD:er eller hårddiskar. Exempel är UEFI- och BIOS-firmware som datormoderkortstillverkare tillhandahåller. Även OpenSource Router firmware som OpenWrt och DD-WRT.Exempel är operativsystem som Linux, Android, Windows, etc., och applikationer som webbläsare, appar, spel, MS Office, etc.
Firmware vs Software: Användningsfall
Användningsfall av firmware
Du kommer att få firmware i utbudet av datorutrustning, inklusive komplicerade enheter. Några verkliga användningar av firmware är följande:
- Persondator: En dators firmware kommer inbäddad i ett litet minneschip. Datorkringutrustning, som grafikkort, grafik etc., innehåller också firmware.
- Vitvaror: Tvättmaskiner och diskmaskiner använder firmware. Det gör det möjligt för maskinen att kommunicera med en dator som konfigurerar inställningarna och kontrollerna.
- Lagringsenheter: Hårddiskar, bärbara lagringsenheter och USB-enheter innehåller firmware som gör att enheter kan fungera med datorsystemet.
- Smartkort: Smartkort innehåller även firmware för att bädda in instruktioner i chippet för att erbjuda grundläggande funktioner, kryptering och autentisering.
- Fordon: Fordon innehåller sensorer, små datorer och inbyggda system med firmware som hjälper dem att utföra sina uppgifter.
- Mobila enheter: Bärbara datorer, surfplattor, smartphones och andra mobila enheter innehåller firmware som gör att hårdvaran kan köras med flera program.
Användningsfall av programvara
Jag antar att nästan alla användare hittills känner till programvara. Vad de än installerar och laddar ner på sin dator eller andra enheter är i form av programvara. Det har redan lagts till i allas rutiner att använda vilken programvara som helst. Den har omfattande tillämpningar över hela världen.
När det gäller applikationsprogramvara är exemplen:
- Ordbehandlingsprogram: MS Word, Notepad och Wordpad
- Kalkylprogram: Microsoft Excel, Apple Numbers, etc.
- Databasprogramvara: MS Access och Oracle, etc.
- Simuleringsprogramvara: Vetenskapliga simulatorer och flygsimulatorer
- Företagsprogramvara: Customer Relationship Management System (CRM)
- Multimediaprogramvara: Mediaspelare och Real player
- Utbildningsprogramvara: Encarta, BritannicaMathematical, Google Earth, NASA World Wind
- Presentationsprogramvara: Keynotes och Microsoft Powerpoint
- Informationsarbetarprogramvara: Resurshanteringsverktyg, dokumentationsverktyg etc.
- Applikationssviter: Microsoft Office, OpenOffice, etc.
- Programvara för innehållsåtkomst: webbläsare, åtkomst till innehåll via mediaspelare och mer
När det gäller systemteknik är exemplen:
- Operativsystem som Windows, macOS och Linux
- Drivrutiner för enheter
- Firmware
- BIOS och UEFI
- Översättare av programmeringsspråk
- Verktyg
Slutsats
Firmware används i allmänhet för att mikrokoda det inbäddade systemet i de flesta hårdvara, medan programvara hänvisar till högnivåprogram. Det är svårt att byta fast programvara, men när det gäller programvara kommer du aldrig att möta mycket krångel.
Fast programvara är dock systemprogramvara som styr en enhets hårdvara. Programvara som helhet är en uppsättning instruktioner som låter din dator eller andra enheter utföra uppgifter. Jag hoppas att de viktigaste skillnaderna och likheterna mellan firmware och programvara är uppenbara vid det här laget.
Du kanske också är intresserad av att lära dig om Internet of Things (IoT).