La tecnologia moderna è oramai parte integrante della vita di tutti i giorni, quasi senza che ormai ce ne rendiamo conto. La maggior parte dei dispositivi e alcuni oggetti contengono delle schede elettroniche realizzate con la tecnologia PCB (Printed Circuit Board). Questo significa che ospitano i componenti elettronici necessari e si affidano a un elemento indispensabile per il funzionamento, denominato firmware. Scopriamo insieme che cos’è un firmware e quando è necessario.
Cos’è un firmware?
Il firmware è un tipo di software progettato appositamente per essere eseguito da un processore, o microcontrollore, presente su una scheda elettronica. Questo programma informatico è integrato direttamente all’hardware per operare a livello complessivo, in base alla destinazione d’uso.
Per questo motivo, per le aziende che hanno necessità, è importante rivolgersi a dei professionisti, come per esempio gli specialisti dell’azienda VT100 che, come si può approfondire sul loro sito VT100.srl, progettano firmware su misura per le schede elettroniche destinate alle attività e ai settori produttivi più diversi.
È infatti fondamentale avere “un ponte” tra un hardware fisico e un software di livello superiore, così da consentire al dispositivo di eseguire determinate operazioni e comunicare con sistemi all’avanguardia.
Cosa sono i firmware embedded
I firmware embedded sono elementi determinanti nel settore della tecnologia e nella vita quotidiana dove non mancano le soluzioni di ultima generazione che permettono, ad esempio, di migliorare e semplificare il lavoro: dall’intelligenza artificiale ai programmi di help desk sono davvero tante le innovazioni interessanti. I firmware, in parole semplici, si possono definire come dei software incorporati all’interno dei dispositivi in fase di produzione. La scrittura di base è di basso livello (Assembly) e dà modo di controllare il funzionamento corretto di un dispositivo.
L’Assembly è di solito posizionato in una memoria del dispositivo non volatile e caricato durante l’avvio dello stesso. Senza questo programma, lo strumento non sarebbe in grado di svolgere la sua normale attività.
Perché una scheda elettronica ha bisogno di un firmware personalizzato?
Come argomentato, un dispositivo elettronico ha delle esigenze specifiche ed è per questo motivo che il firmware deve essere progettato su misura. Una scheda elettronica non può avere un firmware universale, ma un programma destinato a controllarla e gestirla in maniera intelligente.
La personalizzazione fa parte delle caratteristiche di un hardware della scheda elettronica stessa, con ogni componente che richiede un’istruzione precisa per operare e interagire correttamente. I comandi vengono definiti in fase di analisi e progettazione, con lo sviluppo che tiene conto delle specifiche della scheda e delle esigenze dell’utilizzatore finale.
Progettare un firmware è compito di tecnici esperti essendo un processo altamente articolato e macchinoso. Nella maggior parte dei casi, come primo step si definiscono le funzionalità per poi procedere con la stesura del codice sorgente, con integrazione sul microcontrollore. Una volta che la programmazione è andata a buon fine, si procede con il test in condizioni reali e la verifica che le funzioni siano eseguite in maniera affidabile.
Funzionalità e gestione del firmware
Il ruolo principale di questa tipologia di software è proprio quello di gestire il funzionamento della scheda elettronica. Viene personalizzato per poter ottenere diverse funzionalità e tra queste descriviamo di seguito le più importanti:
- Impostazione e analisi dei componenti della scheda, dalla velocità dei processori alla verifica dei sensori;
- Traduzione dei segnali di ingresso in azioni concrete (come attivare la luce grazie al pulsante correlato);
- Consentire alla scheda di poter trasmettere e ricevere dei dati, grazie all’uso di protocolli specifici;
- Monitoraggio dei componenti facendo in modo che tutto funzioni nella maniera corretta, prevenendo possibili danni o criticità.
Firmware software: ci sono delle differenze?
In molti si chiedono se questi siano due concetti distinti o meno. In realtà, il firmware è una tipologia di software anche se non è progettato per interagire direttamente con l’utente. Il suo obiettivo è garantire il funzionamento di un dispositivo facendo in modo che i componenti del sistema possano comunicare tra loro.
Il software, in generale, non dipende da un componente hardware ed è al di sopra del firmware se visto all’interno di una gerarchia di sistema. Questo vuol dire che la soluzione è studiata per far funzionare il software sotto forma di sistema operativo, programma oppure applicazioni con i componenti utilizzati dall’utente.
L’evoluzione del firmware e del suo ruolo
Lo sviluppo tecnologico e la continua ricerca porterà a delle rivoluzioni sul campo, con parametri sofisticati che andranno a soddisfare sempre più esigenze. Il ruolo del firmware è oggi determinante, con personalizzazioni che possono rispondere alla domanda del mercato, seppur complessa.
Non si limita a svolgere delle funzioni basilari, ma integra degli algoritmi complessi e funzionalità avanzate. In alcuni settori può essere responsabile, per esempio, dell’elaborazione in tempo reale dei dati provenienti dai sensori per prendere decisioni immediate.
Un altro esempio è rappresentato dagli aggiornamenti OTA (Over-The-Air), come per esempio quelli delle auto, che consentono di aggiornare il firmware senza dover accedere fisicamente al dispositivo. Un approccio utile per garantire un funzionamento perfetto e che migliorerà sempre di più nel tempo, con la possibilità di correggere eventuali bug o errori di sistema in tempo reale. Per questo motivo è sempre importante rivolgersi a soli esperti di questo settore, con la garanzia di poter raggiungere l’obiettivo in toto.