Was ist Firmware? Wie unterscheidet sich Firmware von Software?

Was ist Firmware?

Firmware ist ein Programm, das in den nichtflüchtigen Speicher eines Hardwaregeräts geschrieben wird. Flüchtiger Speicher ist eine Form von statischem Direktzugriffsspeicher, dessen Inhalt auch dann erhalten bleibt, wenn das Hardwaregerät ausgeschaltet wird oder die externe Stromversorgung unterbrochen wird.

Firmware wird während der Herstellung direkt auf der Hardware installiert. Sie dient zum Ausführen von Benutzerprogrammen auf dem Gerät und ist sozusagen die Software, die die Ausführung der Hardware ermöglicht.

Hardwarehersteller verwenden eingebettete Firmware, um die Funktionalität verschiedener Hardwaresysteme und -geräte zu steuern, ähnlich wie das Betriebssystem eines Computers die Funktionalität von Softwareanwendungen steuert. Firmware kann in Nur-Lese-Speicher (ROM), löschbares programmierbares Nur-Lese-Speicher (EPROM) oder Flash-Speicher geschrieben werden.

Der amerikanische Informatiker Ascher Opler prägte den Begriff Firmware in einer Ausgabe von Datamation aus dem Jahr 1967. Er verwendete den Begriff zur Beschreibung eines Mikroprogrammtyps, der zwischen Hardware und Software angesiedelt ist.

Heutzutage ist in allen Geräten, von Smartphones bis hin zu IoT- Geräten (Internet of Things), eingebettete Firmware vorhanden. Sie ist häufig in Geräten enthalten, die traditionell nicht als computergesteuert gelten.

• 5 BIOS-Tipps zur Beherrschung Ihres Computers
• Erfahren Sie mehr über Serverrollen, Rollendienste und Features auf Windows Server
• Was ist Blockchain? Blase oder echte Revolution nach dem Internet?

Warum sind Firmware-Updates wichtig und wie funktionieren sie?

Firmware-Updates werden häufig veröffentlicht, um Fehler zu beheben, Firmware-Hacking zu verhindern, neue Funktionen zu implementieren, die Sicherheit zu verbessern oder mit neuen Medien zu interagieren. Firmware-Updates enthalten Code, der der Hardware neue oder geänderte Funktionsweisen mitteilt.

Einige Beispiele für Firmware-Updates sind:

• CD-Brenner können einen neuen Disc-Typ brennen.
• Der Router erhält ein Update, das seine Leistung und Stabilität verbessert.
• Ein Motherboard-Hersteller veröffentlicht ein BIOS-Update, das es dem Motherboard ermöglicht , einen neuen Prozessor zu unterstützen. BIOS ist die Motherboard-Software.

Einige internetfähige Geräte suchen regelmäßig nach neuer Firmware und laden diese automatisch herunter und installieren sie. Bei anderen Geräteherstellern müssen Benutzer die Website des Herstellers besuchen, um Firmware-Updates manuell herunterzuladen und zu installieren. Hersteller veröffentlichen regelmäßig Updates.

Die Häufigkeit von Firmware-Updates variiert je nach Gerät. Die Firmware einer intelligenten Glühbirne muss möglicherweise nicht so oft aktualisiert werden. Die Firmware eines intelligenten Thermostats hingegen muss möglicherweise regelmäßig aktualisiert werden, um die Kompatibilität mit Smartphone-Betriebssystem-Updates zu gewährleisten. Smartphones aktualisieren ihre Firmware häufig automatisch mit Software-Updates, sodass das Telefon funktionsfähig bleibt und der Nutzer die Firmware nicht manuell aktualisieren muss, um mit den Software-Updates Schritt zu halten. Das Aktualisieren der Firmware per Fernzugriff durch Herunterladen der Upgrades von einem Dienstanbieter wird manchmal als Over-the-Air-Firmware bezeichnet.

Viele elektronische Geräte müssen während der Firmware-Aktualisierung eingeschaltet sein, um eine Beschädigung des Updates zu vermeiden. Eine Beschädigung der Firmware kann zu Funktionsstörungen oder Funktionsstörungen führen.

Arten von Firmware

Es gibt viele Arten technologiespezifischer Firmware, aber im Allgemeinen kann die gesamte Firmware basierend auf dem Grad der Hardwareintegration in drei Typen eingeteilt werden.

• Low-Level-Firmware . Low-Level-Firmware ist ein fester Bestandteil der Gerätehardware. Sie wird typischerweise auf flüchtigen, schreibgeschützten Chips wie ROM gespeichert und kann daher nicht überschrieben oder aktualisiert werden. Geräte mit Low-Level-Firmware verfügen über einen einmalig programmierbaren Speicher.
• High-Level-Firmware . High-Level-Firmware ermöglicht Updates und ist oft komplexer als Low-Level-Firmware. In Computern befindet sich High-Level-Firmware auf Flash-Speicherchips.
• Subsystem-Firmware . Subsystem-Firmware ist oft Teil eines eingebetteten Systems. Sie ähnelt der High-Level-Firmware, da sie aktualisiert werden kann und komplexer ist als die Low-Level-Firmware. Ein Beispiel ist das Server-Power-Subsystem, eine Server-Hardware, die teilweise unabhängig vom Server funktioniert.

Anwendungen von Firmware

Firmware findet sich in vielen Arten von Computergeräten, darunter auch komplexen Geräten und Geräten, die typischerweise nicht als Computer gelten. Beispiele für praktische Anwendungen von Firmware sind:

• Personalcomputer . Die Firmware eines Personalcomputers – BIOS oder Unified Extensible Firmware Interface (UEFI) – ist auf einem kleinen Speicherchip auf der Hauptplatine des Computers eingebettet. Auch die Peripheriegeräte eines Computers, wie Grafik- und Videokarten, enthalten Firmware.
• Speichergeräte . USB-Laufwerke, Festplatten und andere tragbare Speichergeräte enthalten eine grundlegende Firmware, die ihre Verwendung mit einem Computer ermöglicht.
• Mobile Geräte . Mobiltelefone, Tablets, Laptops und andere mobile Geräte enthalten alle Firmware, die es der Hardware ermöglicht, mit unterschiedlicher Software zusammenzuarbeiten.
• Autos . Autos enthalten viele eingebettete Systeme, Sensoren und kleine Computer mit Firmware, die es ihnen ermöglichen, bestimmte Aufgaben auszuführen.
• Haushaltsgeräte . Geschirrspüler und Waschmaschinen gehören zu den Geräten, die Firmware enthalten. Firmware ermöglicht die Kommunikation zwischen Gerät und Computer und dient zur Konfiguration der Geräteeinstellungen und zur Steuerung des Gerätebetriebs.
• Smartcard . Auf einem Chip einer Smartcard sind Anweisungen eingebettet, die die Grundfunktionalität der Karte sowie Authentifizierung und Verschlüsselung gewährleisten.

Unterschied zwischen Firmware und Software

Obwohl manche Leute Firmware als eine Art Software betrachten, besteht zwischen den beiden Konzepten ein Unterschied.

Firmware

Firmware ist Software, die grundlegende Anweisungen für ein Gerät bereitstellt, die es der Hardware ermöglichen, mit anderer auf dem Gerät laufender Software zu arbeiten und zu kommunizieren. Firmware ermöglicht eine grundlegende Steuerung der Hardware eines Geräts. Aus diesem Grund wird sie manchmal auch als „Software für Hardware“ bezeichnet. Ein weiteres Unterscheidungsmerkmal ist, dass Firmware oft nicht benutzerfreundlich gestaltet ist.

Software

Software ist für die Interaktion von Benutzern konzipiert, um bestimmte Aufgaben zu erledigen. Sie basiert auf Firmware, die von der Hardware abstrahiert ist und über Firmware mit der zugrundeliegenden Hardware kommuniziert. Software ist komplexer und nicht an die zugrundeliegende Hardware gebunden.

Beispiele für Software sind Computerprogramme wie Betriebssysteme. Auch Textverarbeitungs-, Online-Meeting- und Musikplayer-Anwendungen zählen zu Software. Ein Softwareprogramm kann in der Regel ohne Austausch von Hardwarekomponenten geändert werden, während dies bei Firmware in der Regel nicht möglich ist.

In Flash-Speicherchips eingebettete Firmware lässt sich einfacher aktualisieren als in ROM oder EPROM geschriebene Firmware. Da Flash-Speicher in Unternehmen eine immer größere Rolle spielt, müssen sich Administratoren mit den verschiedenen Flash-Speichertypen und ihren Anwendungsfällen vertraut machen.

Weitere Artikel anzeigen:

• Was ist VSync? Sollten Spieler VSync in den Spieleinstellungen aktivieren oder deaktivieren?
• Was ist npm shrinkwrap und wann sollte ich es verwenden?