Firmware vs. Software: Similitudes y diferencias

Firmware y software son dos términos que encajan en los sistemas empotrados y los ordenadores modernos.

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. Hay varios tipos de software y hardware, y es posible que te encuentres con firmware.

En la industria electrónica, el firmware y el software gozan de la misma popularidad. Diferenciar entre estos términos puede ser complicado, ya que a veces tienen el mismo propósito.

Por ejemplopara la instalación manual de una actualización del sistema operativo Android, podría referirse a Firmware. Esto significa que mientras parpadea la actualización del sistema operativo en su teléfono Android, el software está construido para el hardware o firmware específico del dispositivo.

Si esto le parece confuso, permítame ser exhaustivo en este tema.

En este artículo, explicaré las diferencias, similitudes y algunos casos de uso del software y el firmware.

¡Allá vamos!

¿Qué es el firmware?

En el mundo de la informática, el firmware se utiliza como una clase específica de software informático que ofrece 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, entre ellos EPROMEEPROM, memoria Flash y ROM. 

El científico estadounidense Ascher Opler acuñó la expresión "Firmware"en 1967. Utilizó el término para describir un microprograma entre software y hardware. 

Mientras que la actualización del firmware requiere la sustitución física de la ROM, o la reprogramación de la EPROM mediante un procedimiento particular. Algunos dispositivos de memoria de firmware no se pueden cambiar después de la instalación permanente. 

Además, la razón fundamental para actualizar el firmware es corregir errores, añadir funciones al dispositivo y mucho más. Puedes 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 soportes. Los fabricantes de routers 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. Basta con visitar el sitio web del fabricante para descargar dichas actualizaciones. 

Todos los El firmware se divide en tres categorías principales en función del nivel de integración del hardware. Estos son:

• Firmware de bajo nivel se considera 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 de bajo nivel. Reside en los chips de memoria flash. 
• Firmware del 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 semi-independiente de un servidor. 

Por ejemplo: BIOS o interfaz de firmware extensible unificada, unidades USB, sensores, pequeños ordenadores, tarjetas inteligentes, etc. 

¿Cómo funcionan las actualizaciones de firmware?

Las actualizaciones de firmware suelen ofrecerse para evitar hackeos, 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 según el uso del dispositivo. El firmware de los dispositivos inteligentes puede no requerir actualizaciones frecuentes.

Los smartphones 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. 

¿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, el software es una parte variable del ordenador. Las principales categorías de software son:

• Software de aplicación: Es el software que satisface necesidades informáticas específicas o realiza algunas tareas esenciales.
• Software del sistema: El tipo de software está diseñado para ejecutar 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, obtendrás software de controladores que hace funcionar los dispositivos y periféricos de tu ordenador. 

A principios de los 80, el software se vendía en disquetes. Más tarde, se vendió en CD y DVD. La mayoría del software se compra o se descarga directamente por Internet. Puede encontrar fácilmente distintos 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 programa informático, 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 eficiencia, 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 ya se ha dicho, el software de aplicación y el de sistema pueden funcionar de distintas 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 funcionar por sí solo. Requiere la ejecución del 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 sus tareas. 

Por otro lado, las aplicaciones web necesitan una conexión a Internet para funcionar. No dependen 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 y el hardware del sistema para que puedas ejecutar software de alto nivel para realizar tareas específicas. 

El software del sistema empieza a funcionar cuando se inicia el ordenador y se ejecuta de forma continua mientras el sistema está encendido. Está escrito en código máquina de bajo nivel o en lenguaje ensamblador. Así, se ejecuta de forma independiente y permite que el sistema informático funcione correctamente. 

Firmware vs Software: Similitudes

Los términos firmware y software son intercambiables en el contexto de los sistemas empotrados. En el sector de los sistemas empotrados, tienen algunas similitudes. En otros sentidos, 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 integrado" o "Ingeniero de firmware integrado" con la misma descripción del puesto. Esto ocurre porque la parte de la aplicación del sistema se desarrolla con la parte del sistema.   

Por ejemplo, cuando trabajes con el diseño barebone (sin sistema operativo), sólo tendrás algunos archivos específicos del fabricante del microcontrolador (CPU que soporta drivers y cabeceras) y unos pocos drivers de terceros (para pantalla y TCP/IP). Estos archivos pueden manejar el lado hardware del software.

Con los controladores y las cabeceras, puede escribir software de aplicación; más tarde, 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, es necesario escribir software de aplicación con la ayuda de controladores de microcontrolador, controladores de terceros y archivos RTOS. 

Firmware vs Software: Diferencias

Profundicemos en algunas diferencias entre firmware y software.

Firmware frente a software: Casos prácticos

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 tarjetas de vídeo, gráficas, etc., también contienen firmware.
• Electrodomésticos: Las lavadoras y los lavavajillas utilizan firmware. Permite que la máquina se comunique con un ordenador para configurar 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, cifrado y autenticación. 
• Automóvil: 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. 

Casos de uso del software

Supongo que hasta la fecha casi todos los usuarios conocen el software. Todo lo que instalan y descargan en su ordenador u otros dispositivos tiene forma de software. Ya forma parte de la rutina de todo el mundo utilizar cualquier software. Tiene amplias aplicaciones en todo el mundo.

En cuanto a software de aplicación, los ejemplos son:

• Programa de tratamiento 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, documentación, etc.
• Suites de aplicación: Microsoft Office, OpenOffice, etc. 
• Software de acceso a contenidos: Navegadores web, acceso a contenidos a través de reproductores multimediay mucho más

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
• Servicios

Conclusión

El firmware se utiliza generalmente para microcodificar el sistema integrado en la mayoría del hardware, mientras que el software se refiere a programas de alto nivel. Sustituir el firmware es complicado, pero en el caso del software, nunca te encontrarás con muchos 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 al ordenador o a otros dispositivos realizar tareas. Espero que las principales diferencias y similitudes entre firmware y software sean evidentes a estas alturas.

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