Wat is firmware? Waarin verschilt firmware van software?

Wat is firmware?

Firmware is een programma dat in het niet-vluchtige geheugen van een hardwareapparaat wordt geschreven. Vluchtig geheugen is een vorm van statisch RAM-geheugen waarvan de inhoud behouden blijft wanneer het hardwareapparaat wordt uitgeschakeld of wanneer de externe stroomvoorziening wordt verbroken.

Firmware wordt tijdens de productie rechtstreeks in de hardware geïnstalleerd. Het wordt gebruikt om gebruikersprogramma's op het apparaat uit te voeren en kan worden beschouwd als de software die ervoor zorgt dat de hardware kan functioneren.

Hardwarefabrikanten gebruiken ingebouwde firmware om de functionaliteit van verschillende hardwaresystemen en apparaten te regelen, vergelijkbaar met hoe het besturingssysteem van een computer de functionaliteit van softwaretoepassingen regelt. Firmware kan worden geschreven naar ROM-geheugen (read-only memory), wisbaar programmeerbaar ROM-geheugen (EPROM) of flashgeheugen.

De Amerikaanse computerwetenschapper Ascher Opler bedacht de term firmware in een uitgave van de publicatie Datamation uit 1967. Hij gebruikte de term om een ​​type microprogramma te beschrijven dat zich tussen hardware en software bevindt.

Tegenwoordig is ingebouwde firmware in alles te vinden, van smartphones tot apparaten met een Internet of Things (IoT) . Het wordt vaak gebruikt in apparaten waarvan men doorgaans niet denkt dat ze door een computer bestuurd kunnen worden.

• 5 BIOS-tips om uw computer onder de knie te krijgen
• Leer meer over serverrollen, rolservices en functies op Windows Server
• Wat is Blockchain? Zeepbel of echte revolutie na het internet?

Waarom zijn firmware-updates belangrijk en hoe werken ze?

Firmware-updates worden vaak uitgebracht om bugs op te lossen, firmware-hacking te voorkomen, nieuwe functies te implementeren, de beveiliging te verbeteren of om te communiceren met nieuwe media. Firmware-updates bevatten code die de hardware vertelt hoe deze op een nieuwe of aangepaste manier moet functioneren.

Enkele voorbeelden van firmware-updates zijn:

• CD-branders kunnen een nieuw type schijven branden.
• De router ontvangt een update die de prestaties en stabiliteit verbetert.
• Een moederbordfabrikant brengt een BIOS-update uit waardoor het moederbord een nieuwe processor kan ondersteunen. BIOS is moederbordsoftware.

Sommige apparaten met internetverbinding controleren regelmatig of er nieuwe firmware is en downloaden en installeren deze automatisch. Bij andere fabrikanten van apparaten moeten gebruikers naar de website van de fabrikant gaan om firmware-updates handmatig te downloaden en te installeren. Fabrikanten brengen regelmatig updates uit.

De frequentie van firmware-updates varieert per apparaat. De firmware in slimme lampen hoeft mogelijk niet regelmatig te worden bijgewerkt. Het kan echter nodig zijn om de firmware op uw slimme thermostaat regelmatig te updaten om de compatibiliteit met updates voor het besturingssysteem van uw smartphone te behouden. Smartphones updaten hun firmware vaak automatisch mee met software-updates, zodat de telefoon functioneel blijft en gebruikers de firmwareversie niet handmatig hoeven bij te werken wanneer er software-updates zijn. Het proces van het op afstand updaten van firmware door upgrades te downloaden van een serviceprovider wordt soms over-the-air firmware genoemd.

Bij veel elektronische apparaten is het bovendien nodig om het apparaat aan te laten staan ​​tijdens het updaten van de firmware, zodat de update niet mislukt. Als de firmware van een apparaat beschadigd raakt, kan dit gevolgen hebben voor bepaalde apparaten of ervoor zorgen dat deze niet meer goed functioneren.

Soorten firmware

Er bestaan ​​veel verschillende soorten technologiespecifieke firmware, maar over het algemeen kan alle firmware worden ingedeeld in drie typen, op basis van het niveau van hardware-integratie.

• Lage firmware . Low-level firmware wordt beschouwd als een intrinsiek onderdeel van de hardware van het apparaat. Meestal worden deze opgeslagen op vluchtige, alleen-lezen chips, zoals ROM, en kunnen daarom niet worden herschreven of bijgewerkt. Apparaten met low-level firmware hebben een eenmalig programmeerbaar geheugen.
• Geavanceerde firmware . Firmware op hoog niveau maakt updates mogelijk en is vaak complexer dan firmware op laag niveau. In computers bevindt de hoogwaardige firmware zich op flashgeheugenchips.
• Subsysteemfirmware . Subsysteemfirmware maakt vaak deel uit van een embedded systeem. Het is vergelijkbaar met firmware op hoog niveau, omdat het kan worden bijgewerkt en complexer is dan firmware op laag niveau. Een voorbeeld hiervan is het servervoedingssubsysteem. Dit is een stuk serverhardware dat semi-onafhankelijk van de server functioneert.

Toepassingen van firmware

Firmware is te vinden in veel soorten computers, zowel in complexe apparaten als in apparaten die normaal gesproken niet als computer worden beschouwd. Enkele praktische firmwaretoepassingen zijn:

• Persoonlijke computer . De firmware van een pc - BIOS of Unified Extensible Firmware Interface (UEFI) - bevindt zich op een kleine geheugenchip op het moederbord van de computer. Computerrandapparatuur, zoals grafische kaarten en videokaarten, bevat ook firmware.
• Opslagapparaat . USB's, harde schijven en andere draagbare opslagapparaten bevatten basisfirmware waardoor ze met computers kunnen werken.
• Mobiel apparaat . Mobiele telefoons, tablets, laptops en andere mobiele apparaten bevatten allemaal firmware die ervoor zorgt dat de hardware met verschillende softwareprogramma's kan samenwerken.
• Auto . Auto's bevatten veel ingebouwde systemen, sensoren en kleine computers met firmware waarmee ze bepaalde taken kunnen uitvoeren.
• Huishoudelijke apparaten . Vaatwassers en wasmachines behoren tot de apparaten die firmware bevatten. Firmware zorgt ervoor dat de machine met de computer kan communiceren en wordt gebruikt om de instellingen van de machine te configureren en de werking ervan te regelen.
• Smartcard . Smartcards bevatten instructies die in een chip zijn verwerkt. Deze instructies zorgen voor de basisfunctionaliteit van de kaart, maar ook voor authenticatie en encryptie.

Verschil tussen firmware en software

Hoewel sommige mensen firmware als een soort software beschouwen, bestaat er een verschil tussen beide concepten.

Firmware

Firmware is software die basisinstructies aan een machine geeft, zodat de hardware kan functioneren en communiceren met andere software op het apparaat. Firmware biedt een laagdrempelige controle over de hardware van het apparaat. Daarom wordt het soms ook wel "software voor hardware" genoemd. Een ander onderscheidend kenmerk is dat firmware vaak niet ontworpen is om gebruiksvriendelijk te zijn.

Software

Software is ontworpen zodat gebruikers ermee kunnen interacteren om specifieke taken uit te voeren. Het bevindt zich bovenop firmware, is losgekoppeld van hardware en gebruikt firmware om te communiceren met de onderliggende hardware. Software is complexer en niet gebonden aan de onderliggende hardware.

Voorbeelden van software zijn computerprogramma's zoals besturingssystemen. Voorbeelden van dergelijke software zijn tekstverwerking, onlinevergaderingen en muziekluisterprogramma's. Een softwareprogramma kan doorgaans worden gewijzigd zonder dat hardwarecomponenten vervangen hoeven te worden. Met firmware is dit doorgaans niet mogelijk.

Firmware die in een flashgeheugenchip is opgeslagen, kan eenvoudiger worden bijgewerkt dan firmware die naar ROM of EPROM is geschreven. Omdat flashgeheugen een steeds grotere rol speelt binnen ondernemingen, moeten beheerders meer te weten komen over de verschillende typen flashgeheugen en hun toepassingsmogelijkheden.

Bekijk meer artikelen:

• Wat is VSync? Moeten gamers VSync in- of uitschakelen in de game-instellingen?
• Wat is npm shrinkwrap en wanneer gebruik je het?