In einem Computersystem ist eine Firmware (oder Firmware , Firmware , Mikrocode , interne Software oder sogar eingebettete Software ) ein Programm, das in eine Computerhardware ( Computer , Kopierer , SPS ( API , APS ), Festplatte , Router , Digitalkamera , etc.) damit es funktioniert.
Das englische Wort Firmware stammt von firm ("resistent" oder "firm" auf Englisch) und software ( Software , Computerprogramm). Firm ist ein Zwischenzustand zwischen weich ("weich") und hart (Bezug auf Hardware oder Computerhardware ). Die erste Firmware war Mikrocode, und die Verwendung erweiterte den Begriff auf jede Form von Basissoftware, die in einem stromausfallresistenten ROM gespeichert ist .
Die Firmware ermöglicht es einer Hardware , sich (über Updates ) weiterzuentwickeln und neue Funktionen zu integrieren, ohne das Design der Hardware vollständig überarbeiten zu müssen .
Der Speicher, in dem sich die Firmware befindet, kann sein:
In den meisten Fällen verwaltet diese Software die interne Funktionsweise des elektronischen Systems .
Im Allgemeinen kombiniert die Firmware die Vorteile von Software, die geändert werden kann, und Hardware, die effizienter ist. Die Firmware hingegen interagiert mit Hardwarekomponenten, die nach der Herstellung nicht mehr geändert werden können, sodass sie nicht mehr aktualisiert werden muss.
Es kann festgestellt werden, dass:
Die beiden vorhergehenden Fälle werden jedoch manchmal erfüllt, beispielsweise wenn das ROM eines Geräts einen Teil des BIOS des Computers sowie die für die Verwaltung dieses Geräts vorgesehene Firmware enthält . Dies ermöglicht es übrigens, den Grad der Unabhängigkeit eines Peripheriegeräts gegenüber dem Typ des Host-Computers zu messen, da jede mit einem PC-BIOS bereitgestellte Erweiterung nur auf einem Computer dieses Typs verwendet werden kann, während diejenigen, die nur Firmware verwenden, verwendet werden unabhängig vom Host-Rechner. Dies ist beispielsweise bei CD / DVD-IDE-Lesegeräten / -Schreibern der Fall, die dem ATAPI- Standard entsprechen und daher auf jedem IDE-Computer (PC, Mac usw.) funktionieren.
Je nach Anwendungsbereich der Firmware sind verschiedene Architekturen bekannt , angefangen bei Computern oder Hochleistungsgeräten, aber auch je nach Art der Firmware . Die verschiedenen Firmware- Architekturen basieren auf Input-Output-Bussen. Es ist daher angebracht anzugeben, dass es keine Standardarchitektur oder ein festes Architekturmodell für Firmware gibt .
Die Firmware , wie alle Speichersysteme, zeichnet sich im Allgemeinen durch die Größe des Speichers aus, der Zeitblitz induziert, den Übertragungsfluss und die Aktualisierungsmethode. Die Firmware kann in zwei Hauptgruppen eingeteilt werden: Typ 'binär', komprimiert oder nicht, und das Typarchiv .
In On-Board-Systemen ist die Firmware im Allgemeinen wie in der nebenstehenden Abbildung dargestellt organisiert. Während des Startvorgangs wird der Bootloader ( Bootloader in Englisch) beibehalten. Es kann zuerst gestartet werden, wenn das System eingeschaltet wird. Der Kern des Betriebssystems folgt dicht dahinter.
Der Bootloader initialisiert die erforderliche Hardware und bereitet die Betriebssoftwareumgebungen vor. Im Detail wird der Ladevorgang in zwei Teile unterteilt. Schritt 1 ist eng mit der Hardware verbunden.
Im verbleibenden Speicherplatz werden Anwendungsprogramme gespeichert und im Allgemeinen nach Dateisystem und RAM organisiert. Vor dem Start von Schritt 2 überprüft der Bootloader normalerweise einen ersten 4- KB- Code , der von der Hardware geladen wurde, gemäß dem beschriebenen Startvorgang.
Dann wird Schritt 2 geladen und gestartet. Mit diesem Schritt können Sie die komplexeren Funktionen starten. Der Bootloader initialisiert die verschiedenen Anforderungen an die Hardware (Ports, Ein- und Ausgänge). Anschließend wird der Systemkern geladen und gestartet, der für die Verwaltung der Systemressourcen verantwortlich ist, z. B. für verschiedene Prozesse und die Speicherverwaltung. Somit wird das System gestartet und Anwendungsprogramme können basierend auf den Initialisierungswerten ausgeführt werden.
Das Ende Benutzer hat in der Regel keinen direkten Zugriff auf die Firmware aber kann es manchmal ändern , indem die Installation von Updates zu nutzen Verbesserungen oder nimmt Bug - Fixes . Dazu muss sich die Firmware in bestimmten Arten von "umprogrammierbaren" ROM-Speichern befinden, meistens im EEPROM oder seit Mitte der neunziger Jahre im Flash-Speicher (dh EEPROMs). Schnell).
Die Firmware ist möglicherweise das Ziel böswilliger Aktionen, um das Gerät funktionsunfähig zu machen oder um in ein Netzwerk einzudringen. Während des EUsecWest 2008 schlug Rich Smith die Möglichkeit vor, einen permanenten Denial-of-Service-Angriff über eine Sicherheitslücke auf den Firmware- Update-Systemen schwacher Geräte zu starten .
Wenn ein solcher Fehler ausgenutzt werden kann, um einen permanenten Denial-of-Service-Angriff auszulösen, ist es möglich, diesen Fehler auszunutzen, um eine Hintertür einzuführen und in das Informationssystem zu gelangen. Oft sind Geräte, die ständig in Betrieb sind, das Ziel solcher Angriffe.
Das BIOS in PC - Typ - Computer sind Firmwares .
Die Firmware EFI (von der English Extensible Firmware Interface ) muss das BIOS auf der Hauptplatine des PCs ersetzen, da sie eine einfache Programmierung hat, die das BIOS nicht bietet.
Sein Nachteil besteht darin, eine zusätzliche Schicht zwischen der Hardware und dem Benutzer hinzuzufügen, die durch eine höhere Geschwindigkeit von Prozessoren und Speichern kompensiert wird.