Firmware vs. software: somiglianze e differenze

Firmware e software sono due termini che si adattano ai moderni sistemi embedded e computer.

Il mondo si sta trasformando in un mondo digitale in cui la maggior parte del lavoro viene svolto tramite computer. Software e hardware sono i termini più comuni usati quando si parla di computer.

Molti elementi si dedicano alla realizzazione di moderni dispositivi tecnologici. Esistono vari tipi di software e hardware e potresti imbatterti in firmware.

Nell’industria elettronica, firmware e software sono ugualmente popolari. La differenziazione tra questi termini può essere difficile in quanto a volte possono avere lo stesso scopo.

Ad esempio, per l’installazione manuale di un aggiornamento del sistema operativo Android, potrebbe fare riferimento a Firmware. Ciò significa che durante il flashing dell’aggiornamento del sistema operativo sul tuo telefono Android, il software è creato per hardware o firmware specifico del dispositivo.

Se questo sembra confuso, lasciami essere esauriente su questo argomento.

In questo articolo spiegherò le differenze, le somiglianze e alcuni casi d’uso di software e firmware.

Eccoci qui!

Che cos’è il firmware?

Nel mondo dei computer, il firmware viene utilizzato come una classe specifica di software per computer che offre un controllo di basso livello per hardware specifico di qualsiasi dispositivo. Il firmware contiene le funzioni essenziali del dispositivo e fornisce servizi di astrazione hardware al software di livello superiore, ad esempio ai sistemi operativi.

Per quei dispositivi meno complessi, il firmware funge da sistema operativo completo che esegue le funzioni di controllo, monitoraggio e manipolazione dei dati. È contenuto in dispositivi di memoria non volatile, tra cui EPROM, EEPROM, memoria Flash e ROM.

Uno scienziato americano Ascher Opler ha coniato la frase “Firmware” nel 1967. Ha usato il termine per descrivere un microprogramma tra software e hardware.

Durante l’aggiornamento il firmware richiede la sostituzione fisica della ROM o la riprogrammazione della EPROM tramite una procedura particolare. Alcuni dispositivi di memoria del firmware non possono essere modificati dopo l’installazione permanente.

Inoltre, il motivo fondamentale alla base dell’aggiornamento del firmware è correggere bug, aggiungere funzionalità al dispositivo e altro ancora. Puoi semplicemente pensare al firmware come al “software per l’hardware”. Sebbene software sia un termine diverso, sono collegati ma non sono intercambiabili.

I produttori dei dispositivi rilasciano spesso aggiornamenti regolari per mantenere l’hardware funzionante e compatibile con i nuovi media. I produttori di router di rete rilasciano anche aggiornamenti del firmware sui tuoi dispositivi per migliorare le prestazioni della rete. Lo stesso vale per i produttori di smartphone, i produttori di fotocamere e altro ancora. Devi solo visitare il sito Web del produttore per scaricare tali aggiornamenti.

Tutto il firmware è suddiviso in tre categorie principali in base al livello di integrazione hardware. Sono:

• Il firmware di basso livello è considerato una parte intrinseca dell’hardware del dispositivo. Il firmware di basso livello è archiviato su chip di sola lettura e non volatili, come la ROM. pertanto, non può essere riscritto o modificato. I dispositivi che includono firmware di basso livello nel loro sistema hanno solo memoria programmabile una tantum.
• Firmware di alto livello: il firmware di alto livello consente gli aggiornamenti ma è un po’ più complesso del firmware di basso livello. Risiede sui chip di memoria flash.
• Firmware del sottosistema: fa parte del sistema integrato. Un esempio di firmware del sottosistema è il sottosistema di alimentazione di un server. Il sottosistema di alimentazione è la parte dell’hardware del server che funziona in modo semi-indipendente da un server.

Esempio: BIOS o interfaccia firmware estensibile unificata, unità USB, sensori, piccoli computer, smart card, ecc.

Come funzionano gli aggiornamenti del firmware?

Gli aggiornamenti del firmware vengono spesso offerti per prevenire hack del firmware, migliorare la sicurezza, correggere bug, implementare nuove funzionalità e interagire con i media più recenti. Consiste di codici che indicano all’hardware di comportarsi in un modo nuovo e modificato.

Alcuni dispositivi connessi a Internet controllano regolarmente la presenza di nuovo firmware, lo scaricano e lo installano. Ma altri richiedono agli utenti di visitare il sito Web per scaricare e installare gli aggiornamenti del firmware. La frequenza degli aggiornamenti potrebbe variare in base all’utilizzo del dispositivo. Il firmware nei dispositivi intelligenti potrebbe non richiedere aggiornamenti frequenti.

Gli smartphone comunemente aggiornano il firmware insieme agli aggiornamenti software, quindi il telefono continua a funzionare e gli utenti non dovranno aggiornare le versioni del firmware. Molti dispositivi elettronici sono inoltre tenuti a rimanere accesi durante l’aggiornamento del firmware.

Che cos’è il software?

Il software è i dati, i programmi o le istruzioni utilizzati per eseguire operazioni del computer per eseguire attività specifiche. È proprio il termine opposto di hardware che descrive gli aspetti fisici del sistema informatico. È immateriale.

Puoi anche fare riferimento al software come al termine generico utilizzato per descrivere script, programmi e applicazioni eseguiti su qualsiasi dispositivo. Pertanto, il software è una parte variabile del computer. Le principali categorie di software sono:

• Software applicativo: è il software che soddisfa specifiche esigenze del computer o esegue alcune attività essenziali.
• Software di sistema: il tipo di software è progettato per eseguire l’hardware del dispositivo. Inoltre, fornisce una piattaforma per l’esecuzione delle applicazioni.
• Software di programmazione: questo software fornisce gli strumenti di programmazione necessari a uno sviluppatore di software. Si riferisce anche al termine middleware che si trova tra il sistema e il software applicativo. Inoltre, otterrai il software del driver che gestisce i dispositivi e le periferiche del tuo computer.

All’inizio degli anni ’80, il software veniva venduto su floppy disk. Successivamente, è stato venduto su CD e DVD. La maggior parte del software è stata acquistata o scaricata direttamente da Internet. È possibile trovare facilmente diversi tipi di software dai siti Web dei fornitori.

Vediamo alcuni dei tipi di progetti software di seguito:

• Progettazione architettonica: questa progettazione software è la base principale del software, che identifica la struttura del sistema, i componenti principali e le loro relazioni tra loro utilizzando strumenti di progettazione architettonica.
• Design di alto livello: è definito come il secondo livello di progettazione del software che si concentra sull’implementazione del sistema, insieme ai componenti, sotto forma di moduli supportati da uno stack software. Inoltre, descrive le relazioni tra i vari moduli e le funzioni del sistema e del flusso di dati.
• Livello dettagliato: è definito come il terzo livello del processo di progettazione del software che si concentra sui dettagli di implementazione per l’architettura software specificata.

La qualità del software può essere misurata da alcune caratteristiche, tra cui accessibilità, compatibilità, funzionalità, prestazioni, portabilità, installabilità, localizzazione, efficienza, manutenibilità, sicurezza, usabilità, testabilità, affidabilità e altro ancora.

Come funziona il software?

Tutto il software fornisce dati e indicazioni al computer per lavorare e soddisfare le esigenze degli utenti. Come discusso in precedenza, l’applicazione e il software di sistema possono funzionare in modi diversi.

Software applicativo

Il software applicativo contiene molti programmi che svolgono ruoli specifici per gli utenti finali, come la navigazione in siti Web e la scrittura di report. Svolge attività anche per altre applicazioni. Sebbene il software applicativo sia un software, non può essere eseguito da solo. Richiede l’esecuzione del sistema operativo di un computer e di altro software di sistema di supporto.

Queste sono le applicazioni desktop installate sul computer dell’utente per utilizzare la memoria del computer per eseguire alcune attività. Occupano spazio sul disco rigido e non necessitano di alcuna connessione a Internet per eseguire attività.

D’altra parte, le applicazioni web necessitano di una connessione Internet per funzionare. Non faranno affidamento sul software di sistema o sull’hardware per funzionare. I dispositivi contenenti browser Web consentono agli utenti di avviare rapidamente le applicazioni Web.

Software di sistema

Il software di sistema ha prenotato un posto tra il software applicativo e l’hardware del computer. Funziona in background e gestisce le funzioni essenziali del tuo computer. Questo coordina il software e l’hardware del sistema in modo da poter eseguire software di alto livello per eseguire attività specifiche.

Il software di sistema inizia a funzionare all’avvio di un computer e funziona continuamente finché il sistema del computer è acceso. È scritto in codice macchina di basso livello o linguaggio assembly. Pertanto, funziona in modo indipendente e consente al sistema informatico di funzionare correttamente.

Firmware vs software: somiglianze

I termini firmware e software sono termini intercambiabili nel contesto dei sistemi embedded. Nel settore dei sistemi embedded presenta alcune somiglianze. In altri modi, scoprirai che il firmware è un tipo noto come software di basso livello.

Puoi persino vedere annunci di lavoro che menzionano “Ingegnere software incorporato” o “Ingegnere firmware incorporato” con la stessa descrizione del lavoro. Ciò accade perché il lato applicativo del sistema è sviluppato con il lato sistema.

Ad esempio, quando si lavora con il design barebone (senza un sistema operativo), si avranno solo alcuni file specifici del fornitore del microcontrollore (CPU che supporta driver e intestazioni) e alcuni driver di terze parti (per display e TCP/IP). Questi file possono gestire il lato hardware del software.

Con driver e intestazioni, puoi scrivere software applicativo; in seguito, tutti i file vengono combinati in un file binario. Se sei un sistema operativo come FreeRTOS o VxWorks, RTOS si assume la responsabilità della gestione della memoria e del cambio di contesto. Nonostante ciò, è necessario scrivere il software applicativo con l’aiuto di driver del microcontrollore, driver di terze parti e file RTOS.

Firmware vs software: differenze

Analizziamo in profondità alcune differenze tra firmware e software.

FirmwareSoftwareÈ un tipo di software che controlla l’hardware e si aggiorna regolarmente. È un insieme di istruzioni per il sistema informatico. Il firmware è il software di basso livello posizionato tra il sistema operativo e l’hardware. Il software si trova sopra il sistema operativo e non interagisce direttamente con l’hardware. firmware, firmware di alto livello e firmware del sottosistema. Include software per applicazioni, sistema, programmazione, middleware e driver. Le sue dimensioni sono minuscole. Le sue dimensioni possono essere enormi, anche se virtualmente. Non è destinato a essere modificato. Può essere personalizzato o modificato a seconda delle preferenze o delle esigenze degli utenti,Si programma una sola volta.Puoi installare e disinstallare il software tutte le volte che vuoi.Otterrai il firmware nella memoria flash dell’hardware.E’ memorizzato sul secondario dispositivo di archiviazione del sistema informatico. Durante lo sviluppo viene utilizzato il linguaggio di programmazione di basso livello. Durante lo sviluppo viene utilizzato il linguaggio di programmazione sia di alto che di basso livello. Funziona direttamente su chip di memoria che sono memoria secondaria non volatile come EEPROM e flash. Viene copiato da supporti rimovibili, come DVD, USB, ecc., e installato nei dispositivi di archiviazione come SSD o dischi rigidi. Esempi sono UEFI e firmware BIOS forniti dai produttori di schede madri per computer. Inoltre, il firmware del router OpenSource come OpenWrt e DD-WRT. Esempi sono sistemi operativi come Linux, Android, Windows, ecc. e applicazioni come browser, app, giochi, MS Office, ecc.

Firmware vs software: casi d’uso

Casi d’uso del firmware

Otterrai firmware nella gamma di apparecchiature informatiche, inclusi dispositivi complicati. Alcuni usi del firmware nel mondo reale sono i seguenti:

• Personal computer: il firmware di un computer viene incorporato in un piccolo chip di memoria. Anche le periferiche del computer, come schede video, grafica, ecc., contengono firmware.
• Elettrodomestici: Lavatrici e lavastoviglie utilizzano firmware. Consente alla macchina di comunicare con un computer configurando le impostazioni e i controlli.
• Dispositivi di archiviazione: i dischi rigidi, i dispositivi di archiviazione portatili e le unità USB contengono firmware che consente ai dispositivi di funzionare con il sistema informatico.
• Smart card: le smart card contengono anche il firmware per incorporare le istruzioni nel chip per offrire funzionalità di base, crittografia e autenticazione.
• Automotive: i veicoli contengono sensori, piccoli computer e sistemi incorporati con firmware che li aiuta a svolgere le loro attività.
• Dispositivi mobili: laptop, tablet, smartphone e altri dispositivi mobili contengono firmware che consente all’hardware di funzionare con più software.

Casi d’uso del software

Immagino che quasi tutti gli utenti fino ad oggi conoscano il software. Qualunque cosa stiano installando e scaricando sul proprio computer o altri dispositivi è sotto forma di software. È già aggiunto alla routine di tutti l’utilizzo di qualsiasi software. Ha applicazioni ad ampio raggio in tutto il mondo.

In termini di software applicativo, gli esempi sono:

• Software di elaborazione testi: MS Word, Blocco note e Wordpad
• Software per fogli di calcolo: Microsoft Excel, Apple Numbers, ecc.
• Software di database: MS Access e Oracle, ecc.
• Software di simulazione: simulatori scientifici e simulatori di volo
• Software aziendale: sistema di gestione delle relazioni con i clienti (CRM)
• Software multimediale: lettore multimediale e lettore reale
• Software didattico: Encarta, BritannicaMathematical, Google Earth, NASA World Wind
• Software di presentazione: Keynotes e Microsoft Powerpoint
• Software per Information Worker: strumenti di gestione delle risorse, strumenti di documentazione, ecc.
• Suite di applicazioni: Microsoft Office, OpenOffice, ecc.
• Software di accesso ai contenuti: browser Web, accesso ai contenuti tramite lettori multimediali e altro ancora

In termini di ingegneria dei sistemi, gli esempi sono:

• Sistemi operativi come Windows, macOS e Linux
• I driver di periferica
• Firmware
• BIOS e UEFI
• Traduttore di linguaggi di programmazione
• Utilità

Conclusione

Il firmware viene generalmente utilizzato per microcodificare il sistema integrato nella maggior parte dell’hardware, mentre il software si riferisce a programmi di alto livello. La sostituzione del firmware è complicata, ma nel caso del software non dovrai mai affrontare molte seccature.

Tuttavia, il firmware è un software di sistema che controlla l’hardware di un dispositivo. Il software, nel suo insieme, è un insieme di istruzioni che consentono al computer o ad altri dispositivi di eseguire attività. Spero che le differenze chiave e le somiglianze tra firmware e software siano evidenti ormai.

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