Technisch gesehen ist Firmware nur eine Teilmenge von Software, da letzterer Begriff jedes einzelne nützliche Stück Code umfasst. In der Praxis bezeichnet der Begriff Software jedoch eine ganz andere Klasse von Programmen.
Im Allgemeinen ist Firmware der Name für Low-Level-Code, der direkt mit der Hardware verbunden ist. Alle Programme, die auf dieser Schicht arbeiten, umfassen die Software. Verwirrt? Hier ist ein tieferer Blick.
Die vielen Arten von Software
Das Problem mit dem Begriff Software ist, dass er zu weit gefasst ist. Jeder Befehlssatz, der einen Computer – oder ein anderes elektronisches Gerät – steuern kann, kann als Software betrachtet werden.
Dies war in den frühen Tagen der Computertechnik kein Problem, als alle Programme in Assembler geschrieben und direkt mit der Hardware verbunden wurden, um jede Aufgabe zu erledigen. Aber heutzutage läuft ein Computergerät auf Schichten von Code, wobei der Benutzer nur den Programmen auf der obersten Ebene ausgesetzt ist.
Genannt Anwendungssoftware, umfasst diese Kategorie benutzerfreundlicher Programme alle Apps und Dienstprogramme, die Sie auf Ihrem PC verwenden, wie z. B. den Webbrowser oder den Texteditor. Darunter liegt die Betriebssystemdie sich mit Details auf niedriger Ebene wie dem Rendern von visuellen Elementen auf dem Bildschirm und der Verarbeitung von Eingaben befasst.
Die meisten Leute denken, dass es hier endet, aber das Betriebssystem kommuniziert selten direkt mit der Hardware. Unterhalb des Betriebssystems befindet sich eine weitere Ebene, die der Systemsoftware einen einfachen Zugriff auf Hardwarefunktionen ermöglicht. Und das ist die Firmware.
Firmware: Die Basisschicht der Software
In den meisten höheren Programmiersprachen ist das Anzeigen von Bildern auf dem Bildschirm ein einfacher Befehl. Doch irgendwo im Computer gibt es einen Code, der dafür verantwortlich ist, diesen Befehl in tatsächliche Prozessoranweisungen zu übersetzen.
Firmware ist die Verbindung zwischen Hardware und Software, die es Entwicklern ermöglicht, die Fähigkeiten des Geräts über eine vereinfachte Programmierschnittstelle anstelle von CPU-spezifischen Anweisungen zu nutzen. Für einen Computer ist diese Firmware das bekannte Basic Input Output System (BIOS), auf das auch ohne Betriebssystem zugegriffen werden kann.
Bei einfacheren elektronischen Geräten wie einer TV-Fernbedienung oder einem Router fungiert die Firmware auch als Betriebssystem. Solche Maschinen sind nicht für die Installation von Anwendungssoftware von Drittanbietern wie ein PC gedacht und verlassen sich auf die Firmware, um alle erforderlichen Aufgaben auszuführen.
Wie wird Firmware auf einem Gerät installiert?
Kein elektronisches Gerät ist ohne Firmware nutzbar. Aus diesem Grund werden alle elektronischen Komponenten mit einer vom Hersteller vorinstallierten Firmware geliefert.
Selbst auf Computern ist dieses Programm auf einem speziellen Flash-Chip auf der Hauptplatine gespeichert, nicht auf der Festplatte. Dadurch ist es möglich, einen Computer hochzufahren und Hardwareeinstellungen zu konfigurieren, ohne dass ein Betriebssystem installiert ist.
Das Aktualisieren der Firmware ist auf den meisten Geräten weder einfach noch notwendig. Als grundlegender Steuercode für die Maschine kann ein Durcheinander die Hardware unbrauchbar machen. Computer sind eine Ausnahme, bei denen BIOS-Upgrades vom Benutzer durch Flashen des Chips installiert werden können.
Firmware vs. Software: Auf einen Blick
| Firmware |
Software |
| Wesentlicher Code, der die Hardwarekomponenten direkt steuert. | Optionale Programme, die Firmware verwenden, um komplexe Aufgaben auszuführen. |
| Gespeichert auf einem dedizierten Chip auf dem Gerät. | Auf dem Festplattenspeicher installiert. |
| Wird vom Hersteller vorinstalliert geliefert. | Kann vom Benutzer installiert und konfiguriert werden. |
| Die unterste Codeebene, die Betriebssysteme und andere Software unterstützt. | Code auf höherer Ebene, der sich für die Hardwareabstraktion auf die darunter liegende Firmware stützt. |
| Oft das einzige Steuerprogramm in einfachen elektronischen Geräten. | Funktioniert nicht ohne Firmware. |
| Hardwarespezifisch. Die Firmware ist für verschiedene Prozessorarchitekturen unterschiedlich und kann nicht ausgetauscht werden. | Hardwareunabhängig. Das Betriebssystem funktioniert auf verschiedenen Prozessorfamilien gleich, obwohl die Anwendungssoftware normalerweise betriebssystemspezifisch ist. |
| Wird sehr selten aktualisiert, wenn überhaupt. Kann nicht deinstalliert werden. | Einfach zu aktualisieren und zu entfernen. |
Wie unterscheidet sich Firmware von Software?
Hardware und Software werden allgemein als die beiden Komponenten eines elektronischen Geräts bezeichnet, aber das ist nicht das vollständige Bild. Betriebssysteme und Anwendungen können nicht direkt mit der Hardware kommunizieren, sodass eine Schicht spezialisierten Codes erforderlich ist, um die Lücke zu schließen.
Und dieses verbindende Element ist Firmware. Es besteht aus architekturspezifischen Anweisungen, die die Hardware direkt steuern und in einfacher Elektronik auch als grundlegendes Betriebssystem fungieren. In anderen Geräten bietet die Firmware stattdessen eine abstrakte Schnittstelle zur Software, die es dem Betriebssystem ermöglicht, die Hardware zu verwenden, ohne sich um die zugrunde liegende Architektur zu kümmern.
Aufgrund ihrer essentiellen Beschaffenheit ist die Firmware auf einem Flash-Chip auf dem Motherboard selbst vorinstalliert, unabhängig von der auf die Festplatte geschriebenen Software. Es kann nur mit spezialisierten Prozessen aktualisiert (dh „geflasht“) werden, im Gegensatz zur einfachen Installation von Softwarepaketen.
Alle elektronischen Geräte und Peripheriekomponenten werden mit einer eigenen Firmware geliefert. Digitalkameras, Smartphones, SSDs und sogar USB-Laufwerke – wenn es Hardware gibt, die gesteuert werden muss, gibt es eine integrierte Firmware, um sie zu verwalten.