เฟิร์มแวร์กับซอฟต์แวร์:อธิบายความแตกต่างที่สำคัญ

ในทางเทคนิคแล้ว เฟิร์มแวร์เป็นเพียงส่วนย่อยของซอฟต์แวร์ เนื่องจากคำหลังประกอบด้วยโค้ดที่มีประโยชน์ทุกส่วน อย่างไรก็ตาม ในทางปฏิบัติ คำว่าซอฟต์แวร์หมายถึงโปรแกรมประเภทที่แตกต่างกันมาก

โดยทั่วไปแล้ว เฟิร์มแวร์คือชื่อของโค้ดระดับต่ำที่เชื่อมต่อกับฮาร์ดแวร์โดยตรง โปรแกรมใดๆ ที่ทำงานบนเลเยอร์นี้ประกอบด้วยซอฟต์แวร์ สับสน? เรามาดูรายละเอียดกันดีกว่า

ซอฟต์แวร์หลายประเภท

ปัญหาของคำว่าซอฟต์แวร์คือมันกว้างเกินไป ชุดคำสั่งใดๆ ที่สามารถควบคุมคอมพิวเตอร์ – หรืออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อื่นๆ ได้ ถือได้ว่าเป็นซอฟต์แวร์

นี่ไม่ใช่ปัญหาในยุคแรกๆ ของการประมวลผล เมื่อโปรแกรมทั้งหมดเขียนแบบแอสเซมบลีและเชื่อมต่อโดยตรงกับฮาร์ดแวร์เพื่อทำงานใดๆ แต่ทุกวันนี้ อุปกรณ์คอมพิวเตอร์ทำงานบนโค้ดหลายชั้น โดยผู้ใช้จะมองเห็นเฉพาะโปรแกรมที่อยู่ด้านบนสุดเท่านั้น

โปรแกรมที่เป็นมิตรต่อผู้ใช้ประเภทนี้เรียกว่า Application Software ซึ่งรวมแอพและยูทิลิตี้ทั้งหมดที่คุณใช้บนพีซีของคุณ เช่น เว็บเบราว์เซอร์หรือโปรแกรมแก้ไขคำ ด้านล่างนี้คือระบบปฏิบัติการ ซึ่งเกี่ยวข้องกับรายละเอียดระดับต่ำ เช่น การแสดงภาพไปยังหน้าจอและการจัดการอินพุต

คนส่วนใหญ่คิดว่ามันสิ้นสุดที่นี่ แต่ระบบปฏิบัติการไม่ค่อยสื่อสารกับฮาร์ดแวร์โดยตรง มีอีกชั้นหนึ่งอยู่ใต้ระบบปฏิบัติการที่ช่วยให้ซอฟต์แวร์ระบบสามารถเข้าถึงฟังก์ชันฮาร์ดแวร์ได้อย่างง่ายดาย และนั่นคือเฟิร์มแวร์

เฟิร์มแวร์:เลเยอร์พื้นฐานของซอฟต์แวร์

ในภาษาโปรแกรมระดับสูงส่วนใหญ่ การทำสิ่งต่างๆ เช่น การแสดงภาพบนหน้าจอเป็นคำสั่งง่ายๆ แต่ที่ใดที่หนึ่งในคอมพิวเตอร์ มีโค้ดชิ้นหนึ่งที่รับผิดชอบในการแปลคำสั่งนั้นให้เป็นคำสั่งของตัวประมวลผลจริง

เฟิร์มแวร์คือตัวเชื่อมโยงระหว่างฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ ช่วยให้นักพัฒนาสามารถใช้ความสามารถของอุปกรณ์ผ่านอินเทอร์เฟซการเขียนโปรแกรมที่เรียบง่าย แทนคำสั่งเฉพาะของ CPU สำหรับคอมพิวเตอร์ เฟิร์มแวร์นี้คือ Basic Input Output System (BIOS) ที่รู้จักกันดี ซึ่งสามารถเข้าถึงได้แม้ไม่มีระบบปฏิบัติการ

ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทั่วไป เช่น รีโมตทีวีหรือเราเตอร์ เฟิร์มแวร์จะเพิ่มเป็นสองเท่าของระบบปฏิบัติการเช่นกัน เครื่องดังกล่าวไม่ได้มีไว้สำหรับการติดตั้งซอฟต์แวร์แอปพลิเคชันบุคคลที่สาม เช่น พีซี และต้องใช้เฟิร์มแวร์เพื่อทำงานที่จำเป็นทั้งหมด

เฟิร์มแวร์ติดตั้งบนอุปกรณ์อย่างไร?

ไม่มีอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ใดสามารถใช้งานได้หากไม่มีเฟิร์มแวร์ นี่คือเหตุผลว่าทำไมชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ทั้งหมดจึงมาพร้อมกับเฟิร์มแวร์ที่ติดตั้งไว้ล่วงหน้าโดยผู้ผลิต

แม้แต่ในคอมพิวเตอร์ โปรแกรมนี้จะถูกจัดเก็บไว้ในชิปแฟลชเฉพาะบนเมนบอร์ด ไม่ใช่ในฮาร์ดไดรฟ์ ทำให้สามารถบูตเครื่องคอมพิวเตอร์และกำหนดการตั้งค่าฮาร์ดแวร์ได้โดยไม่ต้องติดตั้งระบบปฏิบัติการ

การอัพเดตเฟิร์มแวร์ไม่ใช่เรื่องง่ายหรือจำเป็นบนอุปกรณ์ส่วนใหญ่ เนื่องจากเป็นรหัสควบคุมพื้นฐานของเครื่อง การทำให้เครื่องเสียหายอาจทำให้ฮาร์ดแวร์ใช้งานไม่ได้ คอมพิวเตอร์ถือเป็นข้อยกเว้น โดยอนุญาตให้ผู้ใช้ติดตั้งการอัพเกรด BIOS ได้โดยการแฟลชชิป

เฟิร์มแวร์กับซอฟต์แวร์:โดยสรุป

เฟิร์มแวร์แตกต่างจากซอฟต์แวร์อย่างไร

โดยทั่วไปแล้วฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์จะเรียกว่าสององค์ประกอบของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ แต่นั่นไม่ใช่ภาพรวมทั้งหมด ระบบปฏิบัติการและแอปพลิเคชันไม่สามารถสื่อสารกับฮาร์ดแวร์ได้โดยตรง โดยต้องใช้รหัสพิเศษหลายชั้นเพื่อลดช่องว่าง

และองค์ประกอบการเชื่อมโยงนั้นคือเฟิร์มแวร์ ประกอบด้วยคำสั่งเฉพาะทางสถาปัตยกรรมที่ควบคุมฮาร์ดแวร์โดยตรง และในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ธรรมดาก็ทำหน้าที่เป็นระบบปฏิบัติการพื้นฐานเช่นกัน ในเฟิร์มแวร์ของอุปกรณ์อื่นๆ จะมีอินเทอร์เฟซเชิงนามธรรมให้กับซอฟต์แวร์แทน ซึ่งช่วยให้ระบบปฏิบัติการใช้ฮาร์ดแวร์ได้โดยไม่ต้องสนใจสถาปัตยกรรมพื้นฐาน

เนื่องจากลักษณะสำคัญของเฟิร์มแวร์ เฟิร์มแวร์จึงถูกโหลดไว้ล่วงหน้าบนชิปแฟลชบนเมนบอร์ด โดยไม่ขึ้นอยู่กับซอฟต์แวร์ใดๆ ที่เขียนลงในดิสก์ สามารถอัปเดตได้ (เช่น "แฟลช") ด้วยกระบวนการพิเศษเท่านั้น ไม่เหมือนการติดตั้งแพ็คเกจซอฟต์แวร์อย่างง่าย

อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และส่วนประกอบต่อพ่วงทั้งหมดมาพร้อมกับเฟิร์มแวร์ของตัวเอง กล้องดิจิตอล สมาร์ทโฟน SSD และแม้แต่ไดรฟ์ USB หากมีฮาร์ดแวร์ที่ต้องควบคุม ก็จะมีเฟิร์มแวร์ในตัวเพื่อจัดการ