Firmware y software son dos términos que encajan en los modernos sistemas empotrados y ordenadores.
El mundo se está transformando en un mundo digital en el que la mayor parte del trabajo se realiza a través de ordenadores. Software y hardware son los términos más utilizados cuando se habla de ordenadores.
Muchos elementos se dedican a la fabricación de dispositivos tecnológicos modernos. Existen varios tipos de software y hardware, y es posible que se encuentre con el firmware.
En la industria electrónica, el firmware y el software son igualmente populares. Diferenciar entre estos términos puede ser complicado, ya que a veces pueden tener el mismo propósito.
Porejemplo, para la instalación manual de una actualización del SO Android, podría referirse a Firmware. Esto significa que al flashear la actualización del SO en su teléfono Android, el software se construye para el hardware o firmware específico del dispositivo.
Si esto le parece confuso, permítame ponerme exhaustivo en este tema.
En este artículo, explicaré las diferencias, similitudes y algunos casos de uso de software y firmware.
Allá vamos
¿Qué es el firmware?
En el mundo informático, el firmware se utiliza como una clase específica de software informático que ofrece un control de bajo nivel para el hardware específico de cualquier dispositivo. El firmware contiene funciones esenciales del dispositivo y proporciona servicios de abstracción del hardware al software de nivel superior, por ejemplo, los sistemas operativos.
Para los dispositivos menos complejos, el firmware actúa como el sistema operativo completo que realiza las funciones de control, monitorización y manipulación de datos. Se almacena en dispositivos de memoria no volátil, como EPROM, EEPROM, memoria Flash y ROM.
El científico estadounidense Ascher Opler acuñó la expresión «Firmware» en 1967. Utilizó el término para describir un microprograma entre el software y el hardware.
Para actualizar el firmware es necesario sustituir físicamente la ROM o reprogramar la EPROM mediante un procedimiento determinado. Algunos dispositivos de memoria de firmware no pueden modificarse tras su instalación permanente.
Además, la razón vital para actualizar el firmware es corregir errores, añadir funciones al dispositivo, etc. Puede pensar en el firmware simplemente como el «software para el hardware» Aunque software es un término diferente, están conectados pero no son intercambiables.
Los fabricantes de los dispositivos suelen lanzar actualizaciones periódicas para mantener el hardware en funcionamiento y compatible con los nuevos medios. Los fabricantes de enrutadores de red también lanzan actualizaciones del firmware de sus dispositivos para mejorar el rendimiento de la red. Lo mismo ocurre con los fabricantes de smartphones, cámaras, etc. Sólo tiene que visitar el sitio web del fabricante para descargar dichas actualizaciones.
Todo el firmware se divide en tres categorías principales en función del nivel de integración del hardware. Estas son:
- El firmware de bajonivel se considera una parte intrínseca del hardware del dispositivo. El firmware de bajo nivel se almacena en chips de sólo lectura y no volátiles, como la ROM, por lo que no puede reescribirse ni modificarse. Los dispositivos que incluyen firmware de bajo nivel en su sistema sólo disponen de memoria programable una sola vez.
- Firmware de alto nivel: El firmware de alto nivel permite actualizaciones pero es un poco más complejo que el firmware de bajo nivel. Reside en los chips de memoria flash.
- Firmware de subsistema: Forma parte del sistema integrado. Un ejemplo de firmware de subsistema es el subsistema de alimentación de un servidor. El subsistema de alimentación es la pieza del hardware del servidor que funciona de forma semiindependiente de éste.
Ejemplo: BIOS o interfaz de firmware extensible unificada, unidades USB, sensores, pequeños ordenadores, tarjetas inteligentes, etc.
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¿Cómo funcionan las actualizaciones de firmware?
Las actualizaciones de firmware suelen ofrecerse para evitar hackeos del firmware, mejorar la seguridad, corregir errores, desplegar nuevas funciones e interactuar con los medios más recientes. Consiste en códigos que indican al hardware que se comporte de una forma nueva y modificada.
Algunos dispositivos conectados a Internet comprueban regularmente si hay nuevo firmware y lo descargan e instalan. Pero otros requieren que los usuarios visiten el sitio web para descargar e instalar las actualizaciones del firmware. La frecuencia de las actualizaciones puede variar en función del uso del dispositivo. El firmware de los dispositivos inteligentes puede no requerir actualizaciones frecuentes.
Los teléfonos inteligentes suelen actualizar el firmware junto con las actualizaciones de software, de modo que el teléfono sigue funcionando y los usuarios no necesitan actualizar las versiones del firmware. También se pide a muchos dispositivos electrónicos que permanezcan encendidos mientras se actualiza el firmware.
Hasta aquí lo básico sobre el firmware. Pasemos ahora al software.
¿Qué es el software?
El software son los datos, programas o instrucciones que se utilizan para realizar operaciones informáticas con el fin de ejecutar tareas específicas. Es justo el término opuesto al de hardware, que describe los aspectos físicos del sistema informático. Es intangible.
También puede referirse al software como el término genérico utilizado para describir scripts, programas y aplicaciones que se ejecutan en cualquier dispositivo. Así pues, el software es una parte variable del ordenador. Las principales categorías de software son:
- Software deaplicación: Es el software que satisface necesidades informáticas específicas o realiza algunas tareas esenciales.
- Software de sistema: Es el tipo de software diseñado para hacer funcionar el hardware del dispositivo. Además, proporciona una plataforma para que se ejecuten las aplicaciones.
- Software de programación: Este software proporciona las herramientas de programación que necesita un desarrollador de software. También se refiere al término middleware que se interpone entre el software de sistema y el de aplicación. Además, obtendrá software controlador que hace funcionar los dispositivos y periféricos de su ordenador.
A principios de la década de 1980, el software se vendía en disquetes. Más tarde, se vendió en CD y DVD. En la actualidad, la mayor parte del software se compra o se descarga directamente a través de Internet. Puede encontrar fácilmente diferentes tipos de software en los sitios web de los proveedores.
Veamos a continuación algunos de los tipos de diseños de software:
- Diseño arquitectónico: Este diseño de software es la base principal del software, que identifica la estructura del sistema, los componentes principales y sus relaciones entre sí mediante el uso de herramientas de diseño arquitectónico.
- Diseño de alto nivel: Se define como la segunda capa del diseño de software que se centra en la implementación del sistema, junto con los componentes, en forma de módulos soportados por una pila de software. Además, describe las relaciones entre los distintos módulos y funciones del sistema y el flujo de datos.
- Capa detallada: Se define como la tercera capa del proceso de diseño de software que se centra en los detalles de implementación de la arquitectura de software especificada.
La calidad del software puede medirse por algunas características, como la accesibilidad, la compatibilidad, la funcionalidad, el rendimiento, la portabilidad, la instalabilidad, la localización, la eficacia, la mantenibilidad, la seguridad, la usabilidad, la comprobabilidad, la fiabilidad, etc.
¿Cómo funciona el software?
Todo software proporciona datos e instrucciones al ordenador para que funcione y satisfaga las necesidades de los usuarios. Como se ha comentado anteriormente, el software de aplicación y el de sistema pueden funcionar de diferentes maneras.
Software de aplicación
El software de aplicación contiene muchos programas que desempeñan funciones específicas para los usuarios finales, como navegar por páginas web y redactar informes. También realiza tareas para otras aplicaciones. Aunque el software de aplicación es software, no puede ejecutarse por sí solo. Requiere ejecutar el sistema operativo de un ordenador y otro software de sistema de apoyo.
Son las aplicaciones de escritorio que se instalan en el ordenador del usuario para utilizar la memoria del ordenador para realizar algunas tareas. Ocupan espacio en el disco duro y no necesitan conexión a Internet para realizar las tareas.
Por otro lado, las aplicaciones web necesitan una conexión a Internet para funcionar. No dependerán del software o hardware del sistema para funcionar. Los dispositivos que contienen navegadores web permiten a los usuarios lanzar aplicaciones web rápidamente.
Software del sistema
El software del sistema ha reservado un asiento entre el software de aplicación y el hardware del ordenador. Se ejecuta en segundo plano y se encarga de las funciones esenciales del ordenador. Coordina el software del sistema y el hardware de modo que pueda ejecutar software de alto nivel para realizar tareas específicas.
El software del sistema empieza a funcionar cuando el ordenador arranca y se ejecuta continuamente mientras el sistema informático esté encendido. Está escrito en código máquina de bajo nivel o en lenguaje ensamblador. Por lo tanto, se ejecuta de forma independiente y permite que el sistema informático funcione bien.
Aunque el firmware y el software son entidades diferentes, también tienen algunas similitudes.
Firmware vs Software: Similitudes
Los términos firmware y software son intercambiables en el contexto de los sistemas empotrados. En la industria de los sistemas empotrados, tienen algunas similitudes. En otros aspectos, encontrará que el firmware es un tipo conocido como software de bajo nivel.
Incluso puede ver ofertas de empleo en las que se menciona «Ingeniero de software embebido» o «Ingeniero de firmware embebido» con la misma descripción del puesto. Esto sucede porque el lado de la aplicación del sistema se desarrolla con el lado del sistema.
Porejemplo, cuando se trabaja con el diseño barebone (sin sistema operativo), sólo tendrá algunos archivos específicos del proveedor del microcontrolador (CPU que admite controladores y cabeceras) y unos pocos controladores de terceros (para pantalla y TCP/IP). Estos archivos pueden manejar el lado hardware del software.
Con los controladores y las cabeceras, puede escribir el software de aplicación; posteriormente, todos los archivos se combinan en un archivo binario. Si se trata de un sistema operativo como FreeRTOS o VxWorks, el RTOS se encarga de la gestión de la memoria y del cambio de contexto. A pesar de ello, necesita escribir software de aplicación con la ayuda de controladores de microcontrolador, controladores de terceros y archivos RTOS.
Ahora, llegamos a la principal diferenciación entre firmware y software.
Firmware vs Software: Diferencias
Vamos a profundizar en algunas diferencias entre firmware y software.
| Firmware | Software |
|---|---|
| Es un tipo de software que controla el hardware y se actualiza regularmente. | Es un conjunto de instrucciones para el sistema informático. |
| El firmware es el software de bajo nivel situado entre el sistema operativo y el hardware. | El software se sitúa encima del sistema operativo y no interactúa directamente con el hardware. |
| Incluye firmware de bajo nivel, firmware de alto nivel y firmware de subsistema. | Incluye software de aplicación, de sistema, de programación, middleware y controladores. |
| Su tamaño es minúsculo. | Su tamaño puede ser masivo, aunque virtual. |
| Está pensado para no ser modificado. | Puede personalizarse o modificarse en función de las preferencias o necesidades de los usuarios, |
| Se programa una sola vez. | Puede instalar y desinstalar el software tantas veces como desee. |
| Obtendrá el firmware en el almacenamiento flash del hardware. | Se almacena en el dispositivo de almacenamiento secundario del sistema informático. |
| Durante el desarrollo se utiliza un lenguaje de programación de bajo nivel. | Durante el desarrollo se utiliza tanto el lenguaje de programación de alto nivel como el de bajo nivel. |
| Se ejecuta directamente en chips de memoria secundaria no volátil como EEPROMS y flash. | Se copia de medios extraíbles, como DVD, USB, etc., y se instala en los dispositivos de almacenamiento como SSD o discos duros. |
| Algunos ejemplos son el firmware UEFI y BIOS que proporcionan los fabricantes de placas base para ordenadores. También, firmware de routers OpenSource como OpenWrt y DD-WRT. | Ejemplos son sistemas operativos como Linux, Android, Windows, etc., y aplicaciones como Navegadores, aplicaciones, Juegos, MS Office, etc. |
Firmware vs Software: Casos de uso
Casos de uso del firmware
Encontrará firmware en toda la gama de equipos informáticos, incluidos dispositivos complicados. Algunos usos reales del firmware son los siguientes:
- Ordenador personal: El firmware de un ordenador viene incorporado en un pequeño chip de memoria. Los periféricos del ordenador, como las tarjetas de vídeo, gráficas, etc., también contienen firmware.
- Electrodomésticos: Las lavadoras y los lavavajillas utilizan firmware. Éste permite que la máquina se comunique con un ordenador configurando los ajustes y controles.
- Dispositivos de almacenamiento: Los discos duros, los dispositivos de almacenamiento portátiles y las unidades USB contienen firmware que permite a los dispositivos funcionar con el sistema informático.
- Tarjetas inteligentes: Las tarjetas inteligentes también contienen firmware para incrustar instrucciones en el chip y ofrecer funcionalidades básicas, encriptación y autenticación.
- Automoción: Los vehículos contienen sensores, pequeños ordenadores y sistemas integrados con firmware que les ayuda a realizar sus tareas.
- Dispositivos móviles: Los ordenadores portátiles, las tabletas, los teléfonos inteligentes y otros dispositivos móviles contienen firmware que permite que el hardware funcione con varios programas.
Como puede ver, el firmware está disponible en muchos de los dispositivos que utilizamos a diario.
Casos de uso del software
Supongo que casi todos los usuarios hasta la fecha conocen el software. Todo lo que instalan y descargan en su ordenador o en otros dispositivos tiene forma de software. Ya forma parte de la rutina de todo el mundo utilizar cualquier software. Sus aplicaciones son muy amplias en todo el mundo.
En términos de software de aplicación, los ejemplos son:
- Software de procesamiento de textos: MS Word, Bloc de notas y Wordpad
- Software de hojas de cálculo: Microsoft Excel, Apple Numbers, etc.
- Software de bases de datos: MS Access y Oracle, etc.
- Software de simulación: Simuladores científicos y simuladores de vuelo
- Software empresarial: Sistema de gestión de las relaciones con los clientes (CRM)
- Software multimedia: Reproductor multimedia y Real player
- Software educativo: Encarta, BritannicaMathematical, Google Earth, NASA World Wind
- Software de presentación: Keynotes y Microsoft Powerpoint
- Software para trabajadores de la información: Herramientas de gestión de recursos, herramientas de documentación, etc.
- Suites de aplicaciones: Microsoft Office, OpenOffice, etc.
- Software de acceso a contenidos: Navegadores web, acceso a contenidos a través de reproductores multimedia, etc
En términos de ingeniería de sistemas, los ejemplos son:
- Sistemas operativos como Windows, macOS y Linux
- Controladores de dispositivos
- Firmware
- BIOS y UEFI
- Traductor de lenguajes de programación
- Utilidades
Conclusión
El firmware se utiliza generalmente para microcodificar el sistema integrado en la mayoría del hardware, mientras que el software se refiere a los programas de alto nivel. Sustituir el firmware es complicado, pero en el caso del software, nunca se encontrará con demasiados problemas.
Sin embargo, el firmware es un software de sistema que controla el hardware de un dispositivo. El software, en conjunto, es un conjunto de instrucciones que permiten que su ordenador u otros dispositivos realicen tareas. Espero que las principales diferencias y similitudes entre el firmware y el software sean evidentes a estas alturas.