Đối với các bạn đam mê về máy tính, kỹ thuật hay lập trình thì việc tìm hiểu về các phần mềm hay thiết bị máy tính là điều thiết yếu. Và firmware là một trong những chương trình cơ bản mà ắt hẳn những bạn làm việc lĩnh vực này đều tiếp xúc. Vậy firmware là gì? Có các loại firmware nào? Ứng dụng của firmware ra sao, hãy cùng bài viết tìm hiểu nhé.

Firmware là gì?

Firmware là một loại phần mềm được lưu trữ trực tiếp trên thiết bị điện tử, thường là trên chip bộ nhớ chỉ đọc (ROM) hoặc flash memory. Nó chứa các hướng dẫn và dữ liệu cần thiết để điều khiển và hoạt động các thành phần phần cứng của thiết bị.

Firmware thường được cài đặt sẵn trong thiết bị và không thể thay đổi hoặc xóa bằng cách thông thường của người dùng.

Firmware hoạt động như thế nào

Firmware điều khiển và quản lý các chức năng cơ bản của một thiết bị điện tử. Nó được lưu trữ trực tiếp trên chip bộ nhớ chỉ đọc (ROM) hoặc flash memory của thiết bị.

Khi thiết bị được bật, firmware được nạp vào bộ nhớ và bắt đầu thực thi. Nó kiểm tra và khởi động các thành phần phần cứng, thiết lập các cấu hình ban đầu và tạo ra môi trường hoạt động cho các ứng dụng và phần mềm khác.

Firmware cung cấp các lệnh và hướng dẫn cho vi xử lý (CPU) của thiết bị để điều khiển các chức năng cụ thể. Nó có thể điều khiển các thiết bị ngoại vi như màn hình, bàn phím, chuột, cảm biến, đầu đọc/ghi, và các giao diện khác.

Firmware cũng có thể chứa các thuật toán và quy tắc để xử lý dữ liệu, thực hiện tính toán và thực hiện các chức năng đặc biệt của thiết bị. Nó có thể được cập nhật hoặc nâng cấp để cải thiện hiệu su, sửa lỗi hoặc thêm tính năng mới.

Các loại Firmware phổ biến

• Firmware hệ thống (System firmware): Đây là firmware cung cấp các chức năng cơ bản cho hệ thống hoạt động, bao gồm BIOS (Basic Input/Output System) trên máy tính, UEFI (Unified Extensible Firmware Interface), firmware trên các thiết bị nhúng (embedded devices) như điều khiển máy lạnh, tivi thông minh,…
• Firmware ứng dụng (Application firmware): Đây là firmware chứa các ứng dụng và chương trình mà người dùng có thể tương tác trực tiếp. Ví dụ, firmware trên điện thoại di động, máy tính bảng, máy chơi game,…
• Firmware điều khiển (Device firmware): Đây là firmware điều khiển các thiết bị ngoại vi hoặc phần cứng như bàn phím, chuột, máy in, ổ cứng,… Firmware này giúp thiết bị hoạt động và tương tác với hệ thống.
• Firmware mạng (Network firmware): Đây là firmware được sử dụng trong các thiết bị mạng như router, switch, modem,… Firmware này quản lý và điều khiển các chức năng mạng của thiết bị.
• Firmware nhúng (Embedded firmware): Đây là firmware được tích hợp sẵn trong các thiết bị nhúng như máy tính nhúng, điều khiển tự động, thiết bị y tế,… Firmware này thường được tối ưu hóa để hoạt động hiệu quả và ổn định trên các thiết bị có tài nguyên hạn chế.

Ứng dụng phổ biến của Firmware

Firmware có rất nhiều ứng dụng trong các thiết bị điện tử và hệ thống nhúng. Dưới đây là một số ứng dụng phổ biến của firmware:

• Thiết bị di động: Firmware được sử dụng trong điện thoại di động, máy tính bảng và các thiết bị di động khác để điều khiển các chức năng cơ bản như hệ điều hành, giao diện người dùng và các ứng dụng.
• Thiết bị điện tử tiêu dùng: Firmware được sử dụng trong các thiết bị như máy ảnh số, máy quay phim, đầu đĩa Blu-ray, TV thông minh và các thiết bị gia đình khác để điều khiển chức năng và cải thiện hiệu suất.
• Thiết bị mạng: Firmware được sử dụng trong các thiết bị mạng như router, switch và modem để quản lý và điều khiển việc truyền dữ liệu và kết nối mạng.
• Thiết bị y tế: Firmware được sử dụng trong các thiết bị y tế như máy đo huyết áp, máy đo đường huyết, thiết bị theo dõi sức khỏe để thu thập dữ liệu và cung cấp thông tin cho người dùng và bác sĩ.
• Thiết bị ô tô: Firmware được sử dụng trong các hệ thống điều khiển ô tô như hệ thống động cơ, hệ thống lái, hệ thống giải trí và hệ thống an toàn để cung cấp các chức năng và tính năng cho người lái và hành khách.
• Thiết bị nhúng: Firmware được sử dụng trong các hệ thống nhúng như máy tính nhúng, vi điều khiển và các thiết bị IoT để điều khiển và quản lý các chức năng cơ bản của thiết bị.
• Thiết bị công nghiệp: Firmware được sử dụng trong các thiết bị công nghiệp như máy CNC, máy in 3D, robot công nghiệp và các thiết bị tự động hóa để điều khiển và quản lý quá trình sản xuất và vận hành.

Tại sao cập nhật Firmware lại quan trọng

Cập nhật firmware là quá trình cung cấp các bản vá lỗi, cải tiến tính năng và bảo mật cho thiết bị điện tử. Đây là một quá trình quan trọng vì nó có những ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất, tính ổn định và an ninh của thiết bị. Dưới đây là một số lý do tại sao cập nhật firmware quan trọng:

• Sửa lỗi: Cập nhật firmware giúp khắc phục các lỗi hoặc vấn đề gặp phải trong phiên bản trước đó. Điều này có thể bao gồm sửa các lỗi giao diện người dùng, lỗi hệ thống hoặc lỗi bảo mật.
• Cải tiến tính năng: Cập nhật firmware cung cấp cải tiến và nâng cấp tính năng cho thiết bị. Điều này có thể bao gồm tốc độ hoạt động, tăng khả năng xử lý, cải thiện hiệu suất hoặc thêm các tính năng mới.
• Bảo mật: Cập nhật firmware giúp bảo vệ thiết bị khỏi các lỗ hổng bảo mật. Nhà sản xuất thường phát hiện và vá các lỗ hổng bảo mật mới và cung cấp các bản vá thông qua cập nhật firmware. Nếu không cập nhật, thiết bị có thể trở thành mục tiêu của các cuộc tấn công và bị lợi dụng.
• Tương thích: Cập nhật firmware cũng có thể cung cấp sự tương thích với các phiên bản phần mềm hoặc phần cứng mới. Điều này đảm bảo rằng thiết bị của bạn hoạt động tốt với các phiên bản mới nhất của các ứng dụng và hệ điều hành.
• Sửa lỗi bảo mật: Các nhà sản xuất thường phát hiện và vá lỗ hổng bảo mật mới trong firmware. Cập nhật firmware giúp ngăn chặn các cuộc tấn công từ các hacker hoặc phần mềm độc hại.

Sự khác biệt giữa Firmware và Software

Định nghĩa

Firmware: Là một loại phần mềm được lưu trữ trực tiếp trên thiết bị điện tử hoặc chip điều khiển. Nó được thiết kế để điều khiển và quản lý phần cứng của thiết bị.

Software: Là một tập hợp các chương trình và dữ liệu được lưu trữ trên máy tính hoặc thiết bị điện tử. Nó được thiết kế để thực hiện các tác vụ cụ thể và cung cấp các chức năng cho người dùng.

Vị trí lưu trữ

Firmware: Thường được lưu trữ trực tiếp trên chip điều khiển hoặc bộ nhớ không thể xóa (ROM) của thiết bị. Nó không thể dễ dàng thay đổi hoặc cập nhật.

Software: Thường được lưu trữ trên ổ cứng, bộ nhớ hoặc các phương tiện lưu trữ khác của máy tính hoặc thiết bị. Nó có thể dễ dàng cài đặt, cập nhật và xóa.

Chức năng

Firmware: Được sử dụng để điều khiển và quản lý phần cứng của thiết bị. Nó cung cấp các hàm chức năng cơ bản và không thể thay đổi hoặc tùy chỉnh bởi người dùng.

Software: Cung cấp các chức năng và ứng dụng cụ thể cho người dùng. Nó có thể được tùy chỉnh, cài đặt và thay đổi theo nhu cầu của người dùng.

Quy trình cập nhật

Firmware: Thường cần sử dụng các công cụ và quy trình đặc biệt để cập nhật firmware trên thiết bị. Điều này có thể đòi hỏi sự can thiệp của nhà sản xuất hoặc kỹ thuật viên chuyên nghiệp.

Software: Có thể dễ dàng cập nhật thông qua việc tải xuống và cài đặt các bản cập nhật từ nhà phát triển hoặc nguồn tin cậy.

Về cơ bản, firmware và software đều là phần mềm, nhưng có sự khác biệt về vị trí lưu trữ, chức năng và quy trình cập nhật. Firmware thường được sử dụng để điều khiển phần cứng và không thể dễ dàng thay đổi, trong khi software cung cấp các chức năng và ứng dụng cho người dùng và có thể dễ dàng cập nhật và tùy chỉnh.

Các câu hỏi thường gặp

Mainboard có những loại firmware nào?

Trên mainboard, có một số loại firmware quan trọng như:

• BIOS (Basic Input/Output System): Đây là firmware cơ bản của mainboard, nó chịu trách nhiệm khởi động hệ thống và cung cấp các giao diện để tương tác với phần cứng. BIOS thường được lưu trữ trong một chip ROM trên mainboard.
• UEFI (Unified Extensible Firmware Interface): UEFI là một phiên bản nâng cấp của BIOS, nó cung cấp một giao diện đồ họa và nhiều tính năng mở rộng hơn so với BIOS truyền thống. UEFI thường được sử dụng trong các mainboard mới hơn.
• Firmware của các chip điều khiển: Mainboard chứa nhiều chip điều khiển như chip âm thanh, chip mạng, chip USB,… Mỗi chip này có firmware riêng để điều khiển hoạt động của nó. Firmware này thường được cập nhật để sửa lỗi và cải thiện hiệu suất.
• Firmware của các khe cắm RAM: Một số mainboard có firmware riêng cho các khe cắm RAM, giúp tối ưu hóa hiệu suất và tương thích với các loại RAM khác nhau.
• Firmware của các khe cắm PCI/PCIe: Các khe cắm PCI/PCIe trên mainboard cũng có thể có firmware riêng để hỗ trợ các tính năng đặc biệt như RAID, USB 3.0,… Các loại firmware này thường được cung cấp bởi nhà sản xuất mainboard và có thể được cập nhật để sửa lỗi, cải thiện tính năng và tương thích với phần cứng mới.