Che cosa è il firmware? In che cosa il firmware è diverso dal software?

Che cosa è il firmware?

Il firmware è un programma scritto nella memoria non volatile di un dispositivo hardware. La memoria volatile è un tipo di memoria statica ad accesso casuale il cui contenuto viene mantenuto quando il dispositivo hardware viene spento o perde l'alimentazione esterna.

Il firmware viene installato direttamente su un componente hardware durante la produzione. Viene utilizzato per eseguire i programmi utente sul dispositivo e può essere considerato il software che consente il funzionamento dell'hardware.

I produttori di hardware utilizzano il firmware incorporato per controllare la funzionalità di vari sistemi e dispositivi hardware, proprio come il sistema operativo di un computer controlla la funzionalità delle applicazioni software. Il firmware può essere scritto nella memoria di sola lettura (ROM), nella memoria di sola lettura programmabile e cancellabile (EPROM) o nella memoria flash.

L'informatico statunitense Ascher Opler coniò il termine firmware in un numero del 1967 della rivista Datamation. Utilizzò il termine per descrivere un tipo di microprogramma che si colloca tra l'hardware e il software.

Oggigiorno, il firmware incorporato è presente in tutto, dagli smartphone ai dispositivi Internet of Things (IoT) . Spesso è incluso in dispositivi che tradizionalmente non sono considerati controllabili da un computer.

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Perché gli aggiornamenti del firmware sono importanti e come funzionano?

Gli aggiornamenti del firmware vengono spesso rilasciati per correggere bug, impedire l'hacking del firmware, implementare nuove funzionalità, migliorare la sicurezza o interagire con nuovi media. Gli aggiornamenti del firmware includono codice che indica all'hardware come funzionare in un modo nuovo o modificato.

Ecco alcuni esempi di aggiornamenti del firmware:

• I masterizzatori CD sono in grado di masterizzare un nuovo tipo di disco.
• Il router riceve un aggiornamento che ne migliora le prestazioni e la stabilità.
• Un produttore di schede madri rilascia un aggiornamento del BIOS che consente alla scheda madre di supportare un nuovo processore. Il BIOS è il software della scheda madre.

Alcuni dispositivi connessi a Internet verificano regolarmente la presenza di nuovo firmware, scaricandolo e installandolo automaticamente. Altri produttori di dispositivi richiedono agli utenti di visitare il sito Web del produttore per scaricare e installare manualmente gli aggiornamenti del firmware. I produttori rilasciano aggiornamenti regolarmente.

La frequenza di aggiornamento del firmware varia in base al dispositivo. Potrebbe non essere necessario aggiornare regolarmente il firmware delle lampadine intelligenti. Tuttavia, potrebbe essere necessario aggiornare periodicamente il firmware del termostato intelligente per mantenerlo compatibile con gli aggiornamenti del sistema operativo dello smartphone. Spesso gli smartphone aggiornano automaticamente il firmware insieme agli aggiornamenti software, in modo che il telefono rimanga funzionante e gli utenti non debbano aggiornare manualmente le versioni del firmware che coincidono con gli aggiornamenti software. Il processo di aggiornamento remoto del firmware tramite il download degli aggiornamenti da un fornitore di servizi è talvolta definito firmware over-the-air.

Molti dispositivi elettronici richiedono inoltre di restare accesi durante l'aggiornamento del firmware, in modo che l'aggiornamento non si interrompa. La corruzione del firmware di un dispositivo può avere ripercussioni su alcuni dispositivi o causarne il malfunzionamento.

Tipi di firmware

Esistono molti tipi di firmware specifici per una tecnologia, ma in genere tutti i firmware possono essere classificati in tre tipologie in base al livello di integrazione hardware.

• Firmware di basso livello . Il firmware di basso livello è considerato parte intrinseca dell'hardware del dispositivo. Solitamente è memorizzato su chip volatili e di sola lettura, come la ROM, e pertanto non può essere riscritto o aggiornato. I dispositivi contenenti firmware di basso livello dispongono di una memoria programmabile una tantum.
• Firmware avanzato . Il firmware di alto livello consente gli aggiornamenti ed è spesso più complesso del firmware di basso livello. Nei computer, il firmware di alto livello risiede su chip di memoria flash.
• Firmware del sottosistema . Il firmware del sottosistema è spesso parte di un sistema incorporato. È simile al firmware di alto livello in quanto può essere aggiornato ed è più complesso del firmware di basso livello. Un esempio è il sottosistema di alimentazione del server, ovvero un componente hardware del server che funziona in modo semi-indipendente dal server stesso.

Applicazioni del firmware

Il firmware è presente in molti tipi di dispositivi informatici, compresi quelli complessi e quelli che in genere non sono considerati dispositivi informatici. Alcune applicazioni del firmware nel mondo reale includono:

• Computer personale . Il firmware di un personal computer, ovvero il BIOS o Unified Extensible Firmware Interface (UEFI), è integrato in un piccolo chip di memoria sulla scheda madre del computer. Anche le periferiche del computer, come le schede grafiche e video, contengono firmware.
• Dispositivo di archiviazione . Le unità USB, i dischi rigidi e altri dispositivi di archiviazione portatili contengono un firmware di base che consente loro di funzionare con i computer.
• Dispositivo mobile . Telefoni cellulari, tablet, computer portatili e altri dispositivi mobili contengono tutti un firmware che consente all'hardware di funzionare con software diversi.
• Auto . Le automobili contengono molti sistemi integrati, sensori e piccoli computer dotati di firmware che consentono loro di svolgere determinate attività.
• Elettrodomestici . Tra gli elettrodomestici che contengono firmware ci sono lavastoviglie e lavatrici. Il firmware aiuta la macchina a comunicare con il computer e viene utilizzato per configurare le impostazioni della macchina e controllarne il funzionamento.
• Carta intelligente . Le smart card contengono istruzioni integrate in un chip che forniscono le funzionalità di base della carta, nonché l'autenticazione e la crittografia.

Differenza tra firmware e software

Sebbene alcuni ritengano che il firmware sia un tipo di software, esiste una differenza tra i due concetti.

Firmware

Il firmware è un software che fornisce a una macchina istruzioni di base che consentono all'hardware di funzionare e di comunicare con altri software in esecuzione sul dispositivo. Il firmware fornisce un controllo di basso livello sull'hardware del dispositivo. Per questo motivo a volte viene definito "software per hardware". Un'altra caratteristica distintiva è che spesso il firmware non è progettato per essere intuitivo.

Software

Il software è progettato per consentire agli utenti di interagire con esso per completare attività specifiche. Si basa sul firmware, è astratto dall'hardware e utilizza il firmware per comunicare con l'hardware sottostante. Il software è più complesso e non è legato all'hardware sottostante.

Esempi di software sono i programmi per computer come i sistemi operativi. Esempi di software sono anche le applicazioni per l'elaborazione di testi, le riunioni online e l'ascolto di musica. Di solito è possibile modificare un programma software senza sostituire i componenti hardware, mentre il firmware solitamente non lo è.

Il firmware incorporato in un chip di memoria flash può essere aggiornato più facilmente rispetto al firmware scritto su ROM o EPROM. Poiché la memoria flash svolge un ruolo sempre più importante nelle aziende, gli amministratori devono conoscere i diversi tipi di memoria flash e i relativi casi d'uso.

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