Микропрограммное обеспечение
Эту страницу предлагается переименовать в «Микропрограммное обеспечение». |
Встроенное программное обеспечение (англ. firmware, fw) — содержимое энергонезависимой памяти любого цифрового вычислительного устройства — видеокамеры, микрокалькулятора, сотового телефона, GPS-навигатора и т. д., в которой содержится его программа.
Образ, предназначенный для записи в память соответствующего устройства с целью обновления его встроенной программы, иногда называют словом «прошивка». Также словом «прошивка» называют собственно процесс записи этого образа в энергонезависимую память устройства. Такая прошивка памяти осуществляется при изготовлении устройства различными способами, например, установкой микросхемы памяти с предварительно записанным содержимым («прошитой») либо внутрисхемным программированием микросхемы (например, микроконтроллера), уже установленной в устройство, с помощью специального программатора.
Некоторые современные устройства допускают замену встроенного программного обеспечения («перепрошивку»). Способы такой «перепрошивки» могут быть различными: от физической замены микросхемы памяти до передачи данных по беспроводным каналам.
История термина
Термин «прошивка» появился в 1960-х годах, когда в ЭВМ использовалась память на магнитных сердечниках. В постоянных запоминающих устройствах (ПЗУ) использовались Ш-образные и П-образные сердечники. Ш-образные сердечники имели зазор около 1 мм, через который и укладывался провод. Для записи двоичной «1» провод укладывался в одно окно сердечника, а для записи «0» — в другое. В сердечник высотой 14 мм укладывалось 1024 провода, что соответствовало 1 К данных одного разряда. Работа выполнялась протягиванием провода вручную с помощью «карандаша», из кончика которого тянулся провод, и таблиц прошивки. При такой кропотливой и утомительной работе возникали ошибки, которые выявлялись на специальных стендах проверки. Исправление ошибок осуществлялось обрезанием ошибочного провода и прошивкой взамен него нового.
В начале 1970-х годов появились П-образные сердечники, которые позволяли использовать для прошивки автоматические станки. Прошивка выполнялась уже не в устройстве ПЗУ, а в жгутах по 64, 128 или 256 проводов. Прошиваемые данные вводились в станок с помощью перфокарт. На специальной оснастке жгуты снимались со станка, обвязывались нитками, и концы проводов распаивались на колодки. После этого жгуты укладывались в блок ПЗУ. Как при ручной прошивке, так и при работе на прошивочном станке требовалась аккуратность и хорошее зрение, поэтому на прошивке работали молодые женщины.
В 1980-х годах термин «прошивка» стал вытесняться понятием «прожиг», что было вызвано появлением микросхем ПЗУ с прожигаемыми перемычками из нихрома или кремния. При более новых технологиях термин «прожиг» вышел из употребления, а термин «прошивка» остался в качестве разговорного для обозначения как процесса записи данных в микросхему, так и для употребления в отношении самих этих данных (в том числе программного обеспечения).
В настоящее время общепринятым является термин «встроенное программное обеспечение», или «программное обеспечение встроенных вычислительных систем». Такое употребление используется в официальных источниках, образовательных учреждениях и среди авторитетных разработчиков аппаратного и программного обеспечения.
Иногда в кругах разработчиков используется термин «микропрограмма» или «микропрограммное обеспечение». В таком случае он является синонимом терминам «прошивка» и «встроенное программное обеспечение», однако может быть спутан с терминами «микропрограмма» и «микрокод», относящимся к программам внутри процессоров, реализующих сам набор их инструкций.
В английском языке сложилась практика использования двух терминов — «firmware» и «embedded software». Термин «embedded software» применяется к программам внутри устройств, которые обычно не считаются компьютерами и являются встраиваемыми системами (англ. embedded systems), то есть являются частью другого, более сложного устройства, работой которого они управляют, будучи встроенными в него. Термин «firmware» является более общим, используясь и как синоним «embedded software», и в отношении программ невстраиваемых устройств (например, пультов дистанционного управления), компьютерной техники (например, BIOS компьютера), программ мобильных телефонов и автомобильных компьютеров. Среди русскоязычных разработчиков такое разделение терминологии не практикуется, термины «прошивка» и «встроенное программное обеспечение» применяются одинаково как к встраиваемым, так и к другим типам систем. В этом смысле, упомянутые русскоязычные термины в общем случае соответствуют английскому термину «firmware», в то время как термин «embedded software» в русскоязычной практике ближе к термину «программное обеспечение встраиваемых систем».
Применение
Встроенное программное обеспечение присутствует везде, где применяются микроконтроллеры и микропроцессоры: в мобильных телефонах, фотоаппаратах, измерительных приборах, телевизорах, платёжных картах и т. п.
Зачастую различные по возможностям и цене приборы отличаются лишь версиями встроенного программного обеспечения. Для обозначения версии встроенной программы используется номер партии аппаратного обеспечения или другие специализированные идентификаторы. Иногда смена версии встроенной программы производится изготовителем без уведомления потребителя.
Широко известным примером встроенного программного обеспечения является BIOS, поставляемая вместе с материнской платой компьютера и обеспечивающая начальную подготовку компьютера к запуску операционной системы.
Способы разработки
Встроенное программное обеспечение может создаваться «с нуля» для данного конкретного типа устройства, либо иметь в основе готовую операционную систему, как правило, с открытым исходным кодом. Так, для небольших устройств иногда используется RTOS. В связи с удешевлением памяти в некоторых устройствах в качестве встроенного ПО стала применяться ОС GNU/Linux.
Для написания исходных текстов программ используются преимущественно языки ассемблера и Си. Для микросхем с программируемой логикой (ПЛИС) применяются языки типа Verilog и VHDL.
Юридические и финансовые вопросы
Фирмы — производители оборудования следят за предотвращением краж своего встроенного программного обеспечения.
Лицензионное соглашение с потребителем запрещает извлекать и изучать «прошивки» тем или иным способом:
- Самовольная замена «прошивки» на другую («перепрошивка») обычно прекращает действие гарантийных обязательств фирмы.
- Процедуры обслуживания и изменения режимов работы встроенных программ обычно не разглашаются и в лучшем случае известны только работникам фирменных сервисных центров.
Некоторые фирмы (Microchip, Atmel и др.) производят микроконтроллеры со встроенной программируемой памятью, такой, что записанная на них программа уже не может быть считана штатными средствами (защита от чтения). Чтобы обойти такую защиту, фирмы-конкуренты вынуждены использовать специальное дорогостоящее оборудование, например, электронные микроскопы.
См. также
- Встраиваемые системы
- Программатор
- Компьютерная программа
Примечания
- Реестр Минкомсвязи по классу «BIOS и иное встроенное программное обеспечение». Дата обращения: 3 октября 2020. Архивировано 21 сентября 2020 года.
- Минкомсвязь разработала новый классификатор отечественного ПО Архивная копия от 5 марта 2021 на Wayback Machine. 23.06.2020
- Программное обеспечение встроенных вычислительных систем Архивная копия от 19 ноября 2021 на Wayback Machine. Учебное пособие. Университет ИТМО, Санкт-Петербург, 2009
- Встроенное ПО системы Архивная копия от 26 февраля 2021 на Wayback Machine. Центр знаний IBM
- Встроенное программное обеспечение Архивная копия от 25 сентября 2020 на Wayback Machine. Компания Axis Communications
- Прототипирование: Разработка встроенного программного обеспечения. Акаш Гуджарати, 14.01.2020
- Пример: MSI выпускает микропрограмму BIOS AGESA 1.0.0.6 для материнских плат серии AMD 300/400 Архивная копия от 23 ноября 2021 на Wayback Machine
- Emilio, Maurizio Di Paolo. Embedded Systems Design for High-Speed Data Acquisition and Control : [англ.]. — Springer, 2014-09-01. — ISBN 978-3-319-06865-7.
Литература
- Смирнов Г.С. Ферритовая память ЭВМ “Урал”. Страницы истории разработок. — Пенза, 2006.
- Stringham, G. Hardware/firmware Interface Design: Best Practices for Improving Embedded Systems Development. — Newnes, 2010. — 360 p. — ISBN 9781856176057.
В статье не хватает ссылок на источники (см. рекомендации по поиску). |
Википедия, чтение, книга, библиотека, поиск, нажмите, истории, книги, статьи, wikipedia, учить, информация, история, скачать, скачать бесплатно, mp3, видео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, картинка, музыка, песня, фильм, игра, игры, мобильный, телефон, Android, iOS, apple, мобильный телефон, Samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Сеть, компьютер, Информация о Микропрограммное обеспечение, Что такое Микропрограммное обеспечение? Что означает Микропрограммное обеспечение?
Etu stranicu predlagaetsya pereimenovat v Mikroprogrammnoe obespechenie Poyasnenie prichin i obsuzhdenie na stranice Vikipediya K pereimenovaniyu 18 noyabrya 2017 Pozhalujsta osnovyvajte svoi argumenty na pravilah imenovaniya statej Ne udalyajte shablon do podvedeniya itoga obsuzhdeniya Pereimenovat v predlozhennoe nazvanie snyat etot shablon Vstroennoe programmnoe obespechenie angl firmware fw soderzhimoe energonezavisimoj pamyati lyubogo cifrovogo vychislitelnogo ustrojstva videokamery mikrokalkulyatora sotovogo telefona GPS navigatora i t d v kotoroj soderzhitsya ego programma Obraz prednaznachennyj dlya zapisi v pamyat sootvetstvuyushego ustrojstva s celyu obnovleniya ego vstroennoj programmy inogda nazyvayut slovom proshivka Takzhe slovom proshivka nazyvayut sobstvenno process zapisi etogo obraza v energonezavisimuyu pamyat ustrojstva Takaya proshivka pamyati osushestvlyaetsya pri izgotovlenii ustrojstva razlichnymi sposobami naprimer ustanovkoj mikroshemy pamyati s predvaritelno zapisannym soderzhimym proshitoj libo vnutrishemnym programmirovaniem mikroshemy naprimer mikrokontrollera uzhe ustanovlennoj v ustrojstvo s pomoshyu specialnogo programmatora Nekotorye sovremennye ustrojstva dopuskayut zamenu vstroennogo programmnogo obespecheniya pereproshivku Sposoby takoj pereproshivki mogut byt razlichnymi ot fizicheskoj zameny mikroshemy pamyati do peredachi dannyh po besprovodnym kanalam Istoriya terminaZhgut proshivki dlya PZU na P obraznyh serdechnikah Termin proshivka poyavilsya v 1960 h godah kogda v EVM ispolzovalas pamyat na magnitnyh serdechnikah V postoyannyh zapominayushih ustrojstvah PZU ispolzovalis Sh obraznye i P obraznye serdechniki Sh obraznye serdechniki imeli zazor okolo 1 mm cherez kotoryj i ukladyvalsya provod Dlya zapisi dvoichnoj 1 provod ukladyvalsya v odno okno serdechnika a dlya zapisi 0 v drugoe V serdechnik vysotoj 14 mm ukladyvalos 1024 provoda chto sootvetstvovalo 1 K dannyh odnogo razryada Rabota vypolnyalas protyagivaniem provoda vruchnuyu s pomoshyu karandasha iz konchika kotorogo tyanulsya provod i tablic proshivki Pri takoj kropotlivoj i utomitelnoj rabote voznikali oshibki kotorye vyyavlyalis na specialnyh stendah proverki Ispravlenie oshibok osushestvlyalos obrezaniem oshibochnogo provoda i proshivkoj vzamen nego novogo V nachale 1970 h godov poyavilis P obraznye serdechniki kotorye pozvolyali ispolzovat dlya proshivki avtomaticheskie stanki Proshivka vypolnyalas uzhe ne v ustrojstve PZU a v zhgutah po 64 128 ili 256 provodov Proshivaemye dannye vvodilis v stanok s pomoshyu perfokart Na specialnoj osnastke zhguty snimalis so stanka obvyazyvalis nitkami i koncy provodov raspaivalis na kolodki Posle etogo zhguty ukladyvalis v blok PZU Kak pri ruchnoj proshivke tak i pri rabote na proshivochnom stanke trebovalas akkuratnost i horoshee zrenie poetomu na proshivke rabotali molodye zhenshiny V 1980 h godah termin proshivka stal vytesnyatsya ponyatiem prozhig chto bylo vyzvano poyavleniem mikroshem PZU s prozhigaemymi peremychkami iz nihroma ili kremniya Pri bolee novyh tehnologiyah termin prozhig vyshel iz upotrebleniya a termin proshivka ostalsya v kachestve razgovornogo dlya oboznacheniya kak processa zapisi dannyh v mikroshemu tak i dlya upotrebleniya v otnoshenii samih etih dannyh v tom chisle programmnogo obespecheniya V nastoyashee vremya obsheprinyatym yavlyaetsya termin vstroennoe programmnoe obespechenie ili programmnoe obespechenie vstroennyh vychislitelnyh sistem Takoe upotreblenie ispolzuetsya v oficialnyh istochnikah obrazovatelnyh uchrezhdeniyah i sredi avtoritetnyh razrabotchikov apparatnogo i programmnogo obespecheniya Inogda v krugah razrabotchikov ispolzuetsya termin mikroprogramma ili mikroprogrammnoe obespechenie V takom sluchae on yavlyaetsya sinonimom terminam proshivka i vstroennoe programmnoe obespechenie odnako mozhet byt sputan s terminami mikroprogramma i mikrokod otnosyashimsya k programmam vnutri processorov realizuyushih sam nabor ih instrukcij V anglijskom yazyke slozhilas praktika ispolzovaniya dvuh terminov firmware i embedded software Termin embedded software primenyaetsya k programmam vnutri ustrojstv kotorye obychno ne schitayutsya kompyuterami i yavlyayutsya vstraivaemymi sistemami angl embedded systems to est yavlyayutsya chastyu drugogo bolee slozhnogo ustrojstva rabotoj kotorogo oni upravlyayut buduchi vstroennymi v nego Termin firmware yavlyaetsya bolee obshim ispolzuyas i kak sinonim embedded software i v otnoshenii programm nevstraivaemyh ustrojstv naprimer pultov distancionnogo upravleniya kompyuternoj tehniki naprimer BIOS kompyutera programm mobilnyh telefonov i avtomobilnyh kompyuterov Sredi russkoyazychnyh razrabotchikov takoe razdelenie terminologii ne praktikuetsya terminy proshivka i vstroennoe programmnoe obespechenie primenyayutsya odinakovo kak k vstraivaemym tak i k drugim tipam sistem V etom smysle upomyanutye russkoyazychnye terminy v obshem sluchae sootvetstvuyut anglijskomu terminu firmware v to vremya kak termin embedded software v russkoyazychnoj praktike blizhe k terminu programmnoe obespechenie vstraivaemyh sistem PrimeneniePult distancionnogo upravleniya primer ustrojstva soderzhashego vstroennoe programmnoe obespechenie Programma kontroliruet nazhatiya knopok i otpravlyaet kodirovannye komandy televizoru ili inomu upravlyaemomu ustrojstvu s pomoshyu infrakrasnogo svetodioda Vstroennoe programmnoe obespechenie prisutstvuet vezde gde primenyayutsya mikrokontrollery i mikroprocessory v mobilnyh telefonah fotoapparatah izmeritelnyh priborah televizorah platyozhnyh kartah i t p Zachastuyu razlichnye po vozmozhnostyam i cene pribory otlichayutsya lish versiyami vstroennogo programmnogo obespecheniya Dlya oboznacheniya versii vstroennoj programmy ispolzuetsya nomer partii apparatnogo obespecheniya ili drugie specializirovannye identifikatory Inogda smena versii vstroennoj programmy proizvoditsya izgotovitelem bez uvedomleniya potrebitelya Shiroko izvestnym primerom vstroennogo programmnogo obespecheniya yavlyaetsya BIOS postavlyaemaya vmeste s materinskoj platoj kompyutera i obespechivayushaya nachalnuyu podgotovku kompyutera k zapusku operacionnoj sistemy Sposoby razrabotkiVstroennoe programmnoe obespechenie mozhet sozdavatsya s nulya dlya dannogo konkretnogo tipa ustrojstva libo imet v osnove gotovuyu operacionnuyu sistemu kak pravilo s otkrytym ishodnym kodom Tak dlya nebolshih ustrojstv inogda ispolzuetsya RTOS V svyazi s udeshevleniem pamyati v nekotoryh ustrojstvah v kachestve vstroennogo PO stala primenyatsya OS GNU Linux Dlya napisaniya ishodnyh tekstov programm ispolzuyutsya preimushestvenno yazyki assemblera i Si Dlya mikroshem s programmiruemoj logikoj PLIS primenyayutsya yazyki tipa Verilog i VHDL Yuridicheskie i finansovye voprosyFirmy proizvoditeli oborudovaniya sledyat za predotvrasheniem krazh svoego vstroennogo programmnogo obespecheniya Licenzionnoe soglashenie s potrebitelem zapreshaet izvlekat i izuchat proshivki tem ili inym sposobom Samovolnaya zamena proshivki na druguyu pereproshivka obychno prekrashaet dejstvie garantijnyh obyazatelstv firmy Procedury obsluzhivaniya i izmeneniya rezhimov raboty vstroennyh programm obychno ne razglashayutsya i v luchshem sluchae izvestny tolko rabotnikam firmennyh servisnyh centrov Nekotorye firmy Microchip Atmel i dr proizvodyat mikrokontrollery so vstroennoj programmiruemoj pamyatyu takoj chto zapisannaya na nih programma uzhe ne mozhet byt schitana shtatnymi sredstvami zashita ot chteniya Chtoby obojti takuyu zashitu firmy konkurenty vynuzhdeny ispolzovat specialnoe dorogostoyashee oborudovanie naprimer elektronnye mikroskopy Sm takzheVstraivaemye sistemy Programmator Kompyuternaya programmaPrimechaniyaReestr Minkomsvyazi po klassu BIOS i inoe vstroennoe programmnoe obespechenie neopr Data obrasheniya 3 oktyabrya 2020 Arhivirovano 21 sentyabrya 2020 goda Minkomsvyaz razrabotala novyj klassifikator otechestvennogo PO Arhivnaya kopiya ot 5 marta 2021 na Wayback Machine 23 06 2020 Programmnoe obespechenie vstroennyh vychislitelnyh sistem Arhivnaya kopiya ot 19 noyabrya 2021 na Wayback Machine Uchebnoe posobie Universitet ITMO Sankt Peterburg 2009 Vstroennoe PO sistemy Arhivnaya kopiya ot 26 fevralya 2021 na Wayback Machine Centr znanij IBM Vstroennoe programmnoe obespechenie Arhivnaya kopiya ot 25 sentyabrya 2020 na Wayback Machine Kompaniya Axis Communications Prototipirovanie Razrabotka vstroennogo programmnogo obespecheniya Akash Gudzharati 14 01 2020 Primer MSI vypuskaet mikroprogrammu BIOS AGESA 1 0 0 6 dlya materinskih plat serii AMD 300 400 Arhivnaya kopiya ot 23 noyabrya 2021 na Wayback Machine Emilio Maurizio Di Paolo Embedded Systems Design for High Speed Data Acquisition and Control angl Springer 2014 09 01 ISBN 978 3 319 06865 7 LiteraturaSmirnov G S Ferritovaya pamyat EVM Ural Stranicy istorii razrabotok Penza 2006 Stringham G Hardware firmware Interface Design Best Practices for Improving Embedded Systems Development Newnes 2010 360 p ISBN 9781856176057 V state ne hvataet ssylok na istochniki sm rekomendacii po poisku Informaciya dolzhna byt proveryaema inache ona mozhet byt udalena Vy mozhete otredaktirovat statyu dobaviv ssylki na avtoritetnye istochniki v vide snosok 3 oktyabrya 2020
