Beágyazott szoftver ( angol firmware, fw ) - bármely digitális számítástechnikai eszköz - mikroszámítógép , mobiltelefon , GPS-navigátor stb. - nem felejtő memóriájának tartalma, amely tartalmazza a programját.
A firmware frissítése érdekében a megfelelő eszköz memóriájába írandó képet néha "firmware" szónak is nevezik. Ezenkívül a „firmware” szó a képnek az eszköz nem felejtő memóriájába való írásának tényleges folyamatára utal. Az ilyen memóriafelvillantást az eszköz gyártása során különféle módokon hajtják végre, például előre rögzített tartalommal rendelkező memóriachip beépítésével ("fűzve") vagy a chip áramkörön belüli programozásával (például mikrokontroller ) speciális programozó segítségével telepítve a készülékbe .
Egyes modern eszközök lehetővé teszik a firmware cseréjét ("villogást"). Az ilyen „villogás” módszerei eltérőek lehetnek: a memóriachip fizikai cseréjétől a vezeték nélküli csatornákon keresztüli adatátvitelig.
A "firmware" kifejezés az 1960-as években keletkezett, amikor a nagyszámítógépekben a mágneses magmemóriát használták . A csak olvasható memóriaeszközök (ROM) W- és U-alakú magokat használtak. A W-alakú magokon körülbelül 1 mm-es rés volt, amelyen keresztül a vezetéket átfektették. A bináris "1" rögzítéséhez a vezetéket az egyik magablakba helyezték, a "0" rögzítéséhez pedig egy másikba. Egy 14 mm magas magba 1024 vezeték került, ami egy kisülés 1 K adatának felelt meg. A munkát úgy végezték, hogy a vezetéket kézzel húzták egy "ceruza" segítségével, aminek a hegyéről húzták ki a vezetéket, és firmware-táblákat. Az ilyen gondos és fárasztó munkával olyan hibák merültek fel, amelyeket speciális próbapadokon észleltek. A hibajavítást úgy végezték el, hogy a hibás vezetéket levágták és helyette újat villogtattak.
Az 1970-es évek elején megjelentek az U-alakú magok, amelyek lehetővé tették az automatikus gépek használatát a firmware-hez. A firmware-t már nem ROM-eszközben hajtották végre, hanem 64, 128 vagy 256 vezetékből álló kötegekben. A varrandó adatok lyukkártyákkal kerültek a gépbe. Speciális berendezéseken a hevedereket eltávolították a gépről, szálakkal átkötötték, a vezetékek végeit tömbökké forrasztották. Ezt követően a hevederek illeszkednek a ROM blokkba. Mind a kézi varrásnál, mind a varrógépen végzett munka során a pontosság és a jó látás kellett, így fiatal lányok dolgoztak a varráson.
Az 1980-as években a "firmware" kifejezést felváltotta a "burn" fogalma, amelyet az égethető nikróm vagy szilícium jumperekkel ellátott ROM chipek megjelenése okozott . Az újabb technológiákkal az „égető” kifejezés használaton kívül került, a „firmware” kifejezés pedig megmaradt köznyelvi fogalomként mind az adatok mikroáramkörökbe írásának folyamatára, mind pedig magára az adatra (beleértve a szoftvert is).
Jelenleg a "beágyazott szoftver" vagy a "beágyazott számítástechnikai rendszer szoftver" kifejezés általánosan elfogadott . Ezt a használatot használják hivatalos források [1] [2] , oktatási intézmények [3] , valamint elismert hardver- [4] [5] és szoftverfejlesztők [6] .
A „firmware” vagy „firmware” kifejezést néha fejlesztői körökben használják [7] . Ebben az esetben a „firmware” és a „beágyazott szoftver” kifejezések szinonimája , de összetéveszthető a „firmware” és „ mikrokód ” kifejezésekkel, amelyek a processzorokon belüli programokat jelentik, amelyek maguk hajtják végre az utasításkészletüket.
Az angolban két kifejezést használnak: „ firmware ” és „ beágyazott szoftver ” . A "beágyazott szoftver" kifejezés olyan eszközökön belüli programokra vonatkozik, amelyek általában nem számítanak számítógépnek, és beágyazott rendszerek ( angol beágyazott rendszerek ), vagyis egy másik, összetettebb eszköz részét képezik, amelynek működését ők irányítják . épült bele. A „firmware” kifejezés általánosabb, mind a „beágyazott szoftver” szinonimájaként, mind pedig a nem beágyazott eszközprogramok (például távirányítók ), számítógépes hardver (például számítógép BIOS ), mobiltelefon-programok vonatkozásában. és autós számítógépek [8] . Az orosz nyelvű fejlesztők körében a terminológia ilyen felosztása nem gyakori, a "firmware" és a "beágyazott szoftver" kifejezéseket egyaránt alkalmazzák a beágyazott [3] [6] és más [1] [2] típusú rendszerekre. Ebben az értelemben az említett orosz kifejezések általában az angol "firmware" kifejezésnek felelnek meg, míg az "embedded software" kifejezés az orosz gyakorlatban közelebb áll a "beágyazott rendszer szoftver" kifejezéséhez.
A beágyazott szoftverek mindenhol jelen vannak, ahol mikrokontrollereket és mikroprocesszorokat használnak : mobiltelefonokban, kamerákban, mérőműszerekben, TV-kben, fizetési kártyákban stb.
A különböző képességű és árú eszközök gyakran csak a firmware verziókban térnek el. A firmware verzióját a hardver tételszáma vagy más speciális azonosítók azonosítják. Néha a gyártó módosítja a firmware verzióját a fogyasztó értesítése nélkül.
A beágyazott szoftverek jól ismert példája a BIOS , amely a számítógép alaplapjával együtt érkezik, és biztosítja a számítógép kezdeti előkészítését az operációs rendszer elindításához.
A beágyazott szoftverek a semmiből létrehozhatók ehhez az eszköztípushoz, vagy alapulhatnak kész operációs rendszeren, általában nyílt forráskódú. Ezért a kis eszközökhöz néha RTOS -t használnak . Egyes eszközök olcsóbb memóriája miatt a GNU/Linux operációs rendszert firmwareként használják .
A programok forráskódjának megírásához főként assembly és C nyelveket használnak . A programozható logikai chipek ( FPGA -k ) olyan nyelveket használnak, mint a Verilog és a VHDL .
Cégek - a berendezések gyártói figyelik beágyazott szoftvereik ellopásának megelőzését.
A fogyasztóval kötött licencszerződés megtiltja a "firmware" kinyerését és tanulmányozását ilyen vagy olyan módon:
Egyes cégek ( Microchip , Atmel stb.) beépített programozható memóriával rendelkező mikrokontrollereket gyártanak, így a rájuk írt program már nem olvasható rendes eszközökkel (olvasásvédelem). Az ilyen védelem megkerüléséhez a versengő cégek kénytelenek speciális drága berendezéseket, például elektronmikroszkópokat használni .