Firmware et logiciel : Similitudes et différences

Les microprogrammes et les logiciels sont deux termes qui s'appliquent aux systèmes embarqués et aux ordinateurs modernes.

Le monde est en train de se transformer en un monde numérique où la plupart des tâches sont effectuées à l'aide d'ordinateurs. Le logiciel et le matériel sont les termes les plus couramment utilisés lorsqu'il est question d'ordinateurs.

De nombreux éléments se consacrent à la fabrication d'appareils technologiques modernes. Il existe différents types de logiciels et de matériel, et vous pouvez rencontrer des microprogrammes.

Dans l'industrie électronique, les logiciels et les microprogrammes sont également populaires. Il peut être difficile de faire la différence entre ces deux termes, car ils ont parfois le même objectif.

Par exemple, pour l'installation manuelle d'une mise à jour du système d'exploitation Android, il peut s'agir d'un micrologiciel. Cela signifie que lorsque vous flashez la mise à jour du système d'exploitation sur votre téléphone Android, le logiciel est conçu pour le matériel ou le micrologiciel spécifique à l'appareil.

Si cela vous semble confus, permettez-moi d'être plus complet sur ce sujet.

Dans cet article, j'expliquerai les différences, les similitudes et certains cas d'utilisation des logiciels et des microprogrammes.

C'est parti !

Qu'est-ce qu'un micrologiciel ?

Dans le monde de l'informatique, les microprogrammes sont utilisés comme une classe spécifique de logiciels informatiques qui offrent un contrôle de bas niveau pour le matériel spécifique d'un appareil. Les microprogrammes contiennent les fonctions essentielles de l'appareil et fournissent des services d'abstraction matérielle aux logiciels de plus haut niveau, comme les systèmes d'exploitation.

Pour les appareils moins complexes, le microprogramme fait office de système d'exploitation complet qui exécute les fonctions de contrôle, de surveillance et de manipulation des données. Il est contenu dans des dispositifs de mémoire non volatile, tels que l'EPROM, l'EEPROM, la mémoire Flash et la ROM.

C'est un scientifique américain, Ascher Opler, qui a inventé l'expression "Firmware" en 1967. Il a utilisé ce terme pour décrire un microprogramme entre le logiciel et le matériel.

La mise à jour du microprogramme nécessite le remplacement physique de la ROM ou la reprogrammation de l'EPROM à l'aide d'une procédure particulière. Certains dispositifs de mémoire de microprogrammes ne peuvent pas être modifiés après leur installation permanente.

En outre, la raison essentielle de la mise à jour du micrologiciel est de corriger les bogues, d'ajouter des fonctionnalités à l'appareil, etc. Vous pouvez simplement considérer le micrologiciel comme le "logiciel du matériel" Bien que le terme "logiciel" soit différent, ils sont liés mais ne sont pas interchangeables.

Les fabricants d'appareils publient souvent des mises à jour régulières pour que le matériel reste opérationnel et compatible avec les nouveaux supports. Les fabricants de routeurs de réseau publient également des mises à jour du micrologiciel de vos appareils afin d'améliorer les performances du réseau. Il en va de même pour les fabricants de smartphones, d'appareils photo, etc. Il vous suffit de vous rendre sur le site web du fabricant pour télécharger ces mises à jour.

Tous les Les microprogrammes sont divisés en trois catégories principales en fonction du niveau d'intégration du matériel. Il s'agit des catégories suivantes

• Lesmicroprogrammes de bas niveau sont considérés comme une partie intrinsèque du matériel de l'appareil. Les microprogrammes de bas niveau sont stockés sur des puces à lecture seule et non volatiles, telles que la mémoire morte. Les appareils qui intègrent des microprogrammes de bas niveau dans leur système ne disposent que d'une mémoire programmable une seule fois.
• Micrologiciel de haut niveau : le micrologiciel de haut niveau permet des mises à jour, mais il est un peu plus complexe que le micrologiciel de bas niveau. Il réside sur les puces de mémoire flash.
• Micrologicielde sous-système : il fait partie intégrante du système embarqué. Le sous-système d'alimentation d'un serveur est un exemple de micrologiciel de sous-système. Le sous-système d'alimentation est la partie du matériel du serveur qui fonctionne de manière semi-indépendante du serveur.

Exemple : BIOS ou interface micrologicielle extensible unifiée, clés USB, capteurs, petits ordinateurs, cartes à puce, etc.

Comment fonctionnent les mises à jour de microprogrammes ?

Les mises à jour de microprogrammes sont souvent proposées pour prévenir les piratages de microprogrammes, améliorer la sécurité, corriger les bogues, déployer de nouvelles fonctionnalités et interagir avec les supports les plus récents. Il s'agit de codes qui indiquent au matériel de se comporter d'une manière nouvelle et modifiée.

Certains appareils connectés à l'internet vérifient régulièrement la présence de nouveaux microprogrammes et les téléchargent et les installent. D'autres, en revanche, exigent que les utilisateurs se rendent sur le site web pour télécharger et installer les mises à jour du micrologiciel. La fréquence des mises à jour peut varier en fonction de l'utilisation de l'appareil. Le micrologiciel des appareils intelligents peut ne pas nécessiter de mises à jour fréquentes.

Les smartphones mettent généralement à jour leur micrologiciel en même temps que les logiciels, de sorte que le téléphone continue de fonctionner et que les utilisateurs n'ont pas besoin de mettre à jour les versions du micrologiciel. Il est également demandé à de nombreux appareils électroniques de rester allumés pendant la mise à jour du micrologiciel.

Qu'est-ce qu'un logiciel ?

Les logiciels sont les données, les programmes ou les instructions utilisés pour effectuer des opérations informatiques afin d'exécuter des tâches spécifiques. C'est le contraire du matériel qui décrit les aspects physiques du système informatique. Il est intangible.

Vous pouvez également vous référer au logiciel comme le terme générique utilisé pour décrire les scripts, les programmes et les applications qui s'exécutent sur n'importe quel appareil. Le logiciel est donc une partie variable de l'ordinateur. Les principales catégories de logiciels sont les suivantes

• Les logicielsd'application : il s'agit des logiciels qui répondent à des besoins informatiques spécifiques ou qui exécutent certaines tâches essentielles.
• Logiciel système : Ce type de logiciel est conçu pour faire fonctionner le matériel de l'appareil. En outre, il fournit une plate-forme pour l'exécution des applications.
• Logiciel de programmation : Ce logiciel fournit les outils de programmation dont un développeur de logiciel a besoin. Il s'agit également d'un logiciel intermédiaire qui se situe entre le logiciel système et le logiciel d'application. En outre, vous obtiendrez un logiciel pilote qui fait fonctionner les appareils et périphériques de votre ordinateur.

Au début des années 1980, les logiciels étaient vendus sur disquettes. Plus tard, ils ont été vendus sur CD et DVD. La plupart des logiciels ont été achetés ou directement téléchargés sur l'internet. Vous pouvez facilement trouver différents types de logiciels sur les sites web des vendeurs.

Voici quelques-uns des types de conception de logiciels :

• Conception architecturale : Cette conception logicielle est le fondement principal du logiciel, qui identifie la structure du système, les principaux composants et leurs relations mutuelles en utilisant des outils de conception architecturale.
• Conception de haut niveau : Elle est définie comme la deuxième couche de la conception logicielle qui se concentre sur la mise en œuvre du système, ainsi que des composants, sous la forme de modules soutenus par une pile logicielle. En outre, elle décrit les relations entre les différents modules et fonctions du système et le flux de données.
• Couche détaillée : Elle est définie comme la troisième couche du processus de conception du logiciel qui se concentre sur les détails de mise en œuvre de l'architecture logicielle spécifiée.

La qualité des logiciels peut être mesurée par certaines caractéristiques, notamment l'accessibilité, la compatibilité, la fonctionnalité, la performance, la portabilité, l'installabilité, la localisation, l'efficacité, la maintenabilité, la sécurité, l'utilisabilité, la testabilité, la fiabilité, et bien d'autres encore.

Comment fonctionnent les logiciels ?

Tous les logiciels fournissent des données et des instructions à l'ordinateur pour qu'il fonctionne et réponde aux besoins des utilisateurs. Comme nous l'avons vu plus haut, les logiciels d'application et les logiciels système peuvent fonctionner de différentes manières.

Logiciels d'application

Les logiciels d'application contiennent de nombreux programmes qui remplissent des fonctions spécifiques pour les utilisateurs finaux, telles que la navigation sur des sites web et la rédaction de rapports. Ils exécutent également des tâches pour d'autres applications. Bien que les logiciels d'application soient des logiciels, ils ne peuvent pas fonctionner seuls. Ils nécessitent l'exécution du système d'exploitation d'un ordinateur et d'autres logiciels système de soutien.

Il s'agit des applications de bureau installées sur l'ordinateur de l'utilisateur pour utiliser la mémoire de l'ordinateur afin d'effectuer certaines tâches. Elles occupent de l'espace sur le disque dur et n'ont pas besoin d'une connexion internet pour effectuer des tâches.

En revanche, les applications web ont besoin d'une connexion internet pour fonctionner. Elles ne dépendent pas du logiciel ou du matériel du système pour fonctionner. Les appareils contenant des navigateurs web permettent aux utilisateurs de lancer rapidement des applications web.

Logiciel système

Le logiciel système se situe entre le logiciel d'application et le matériel informatique. Il fonctionne en arrière-plan et gère les fonctions essentielles de votre ordinateur. Il coordonne le logiciel système et le matériel afin que vous puissiez exécuter des logiciels de haut niveau pour réaliser des tâches spécifiques.

Le logiciel système commence à fonctionner lorsque l'ordinateur démarre et s'exécute en continu tant que le système informatique est en marche. Il est écrit en code machine de bas niveau ou en langage d'assemblage. Il fonctionne donc de manière indépendante et permet au système informatique de bien fonctionner.

Firmware et logiciel : Similitudes

Les termes "firmware" et "logiciel" sont interchangeables dans le contexte des systèmes embarqués. Dans l'industrie des systèmes embarqués, ils présentent certaines similitudes. Par ailleurs, les microprogrammes sont des logiciels de bas niveau.

Vous pouvez même voir des offres d'emploi mentionnant "Ingénieur en logiciel embarqué" ou "Ingénieur en micrologiciel embarqué" dans la même description de poste. Cela s'explique par le fait que l'application du système est développée en même temps que le système.

Par exemple, lorsque vous travaillez avec une conception "barebone" (sans système d'exploitation), vous ne disposez que de quelques fichiers spécifiques au fournisseur du microcontrôleur (CPU qui prend en charge les pilotes et les en-têtes) et de quelques pilotes tiers (pour l'affichage et le TCP/IP). Ces fichiers peuvent gérer l'aspect matériel du logiciel.

Avec les pilotes et les en-têtes, vous pouvez écrire un logiciel d'application ; plus tard, tous les fichiers sont combinés en un fichier binaire. Si vous êtes un système d'exploitation comme FreeRTOS ou VxWorks, le RTOS se charge de la gestion de la mémoire et du changement de contexte. Malgré cela, vous devez écrire un logiciel d'application à l'aide de pilotes de microcontrôleur, de pilotes tiers et de fichiers RTOS.

Firmware et logiciel : Différences

Examinons en détail les différences entre les microprogrammes et les logiciels.

Firmware vs Software : Cas d'utilisation

Cas d'utilisation des microprogrammes

Vous trouverez des microprogrammes dans toute une gamme d'équipements informatiques, y compris des appareils complexes. Voici quelques exemples d'utilisation des microprogrammes dans le monde réel :

• Ordinateur personnel : Le micrologiciel d'un ordinateur est intégré dans une petite puce de mémoire. Les périphériques informatiques, tels que les cartes vidéo, les cartes graphiques, etc. contiennent également des microprogrammes.
• Appareils ménagers : Les lave-linge et les lave-vaisselle utilisent des microprogrammes. Il permet à l'appareil de communiquer avec un ordinateur pour configurer les réglages et les commandes.
• Dispositifs de stockage : Les disques durs, les dispositifs de stockage portables et les clés USB contiennent des microprogrammes qui permettent aux dispositifs de fonctionner avec le système informatique.
• Cartes à puce : Les cartes à puce contiennent également des microprogrammes qui intègrent des instructions dans la puce afin d'offrir des fonctionnalités de base, le cryptage et l'authentification.
• Automobile : Les véhicules contiennent des capteurs, de petits ordinateurs et des systèmes intégrés dotés de microprogrammes qui les aident à accomplir leurs tâches.
• Appareils mobiles : Les ordinateurs portables, les tablettes, les smartphones et autres appareils mobiles contiennent des microprogrammes qui permettent au matériel de fonctionner avec plusieurs logiciels.

Cas d'utilisation des logiciels

À ce jour, je pense que presque tous les utilisateurs connaissent les logiciels. Tout ce qu'ils installent et téléchargent sur leur ordinateur ou d'autres appareils se présente sous la forme d'un logiciel. L'utilisation d'un logiciel fait déjà partie des habitudes de chacun. Ils ont des applications très variées dans le monde entier.

En termes de logiciels d'application, les exemples sont les suivants :

• Les logiciels de traitement de texte : MS Word, Notepad et Wordpad
• Logiciels de feuilles de calcul : Microsoft Excel, Apple Numbers, etc.
• Logiciels de base de données : MS Access et Oracle, etc.
• Logiciels de simulation : Simulateurs scientifiques et simulateurs de vol
• Logiciels d'entreprise : Système de gestion de la relation client(CRM)
• Logiciels multimédias : Media player et Real player
• Logiciels éducatifs : Encarta, BritannicaMathematical, Google Earth, NASA World Wind
• Logiciels de présentation : Keynotes et Microsoft Powerpoint
• Logiciels pour travailleurs de l'information : Outils de gestion des ressources, outils de documentation, etc.
• Suites d'applications : Microsoft Office, OpenOffice, etc.
• Logiciels d'accès au contenu : Navigateurs web, accès au contenu par le biais de lecteurs multimédias, etc.

En termes d'ingénierie des systèmes, les exemples sont les suivants :

• Les systèmes d'exploitation tels que Windows, macOS et Linux
• Pilotes de périphériques
• Les microprogrammes
• BIOS et UEFI
• Traducteur de langage de programmation
• Utilitaires

Conclusion

Le micrologiciel est généralement utilisé pour microcoder le système embarqué dans la plupart des matériels, tandis que le logiciel fait référence à des programmes de haut niveau. Le remplacement d'un micrologiciel est délicat, mais dans le cas d'un logiciel, vous ne rencontrerez jamais de difficultés.

Toutefois, le micrologiciel est un logiciel système qui contrôle le matériel d'un appareil. Le logiciel, dans son ensemble, est un ensemble d'instructions qui permettent à votre ordinateur ou à d'autres appareils d'effectuer des tâches. J'espère que les principales différences et similitudes entre les microprogrammes et les logiciels sont désormais évidentes.

Vous pourriez également être intéressé par l'Internet des objets (IoT)).