Наверняка вы слышали фразы вроде: «обновил прошивку телефона», «у камеры проблемы с прошивкой» или «пиратская прошивка». Теперь эти фразы относятся к любому программному обеспечению, которое управляет оборудованием на низком уровне.
О чём идет речь, если речь идет о прошивке
Сам термин «прошивка» появился около 70 лет назад — это было время, когда еще не было интегральных микросхем и микроэлектроники, но уже были компьютеры. И тогда вместо флэш-памяти и жестких дисков стали использовать память на магнитных сердечниках.
Сердечник представляет собой тороид (типа бублика) из специального материала, способного намагничиваться током. Через ядра проходит ток в разных направлениях, и в зависимости от этого изменяются магнитные свойства этого ядра. Намагниченный сердечник означал единицу, размагниченный — ноль.
Ходили слухи, что намагниченный сердечник оставался намагниченным, не мешал соседям и очень медленно терял заряд, так что эту технологию можно было с некоторым расширением назвать компьютерной памятью.
Чтобы собрать работающий модуль памяти, нужно было продеть множество проводов через множество бубликов, что напоминало процесс шитья иголкой с ниткой. Процесс был ручной: инженеры сели и сшили себе сувенир. Отсюда и слово «прошивка».
Потом были изобретены печатные платы и интегральные схемы, жизнь стала веселее, появились флэш-памяти и магнитные накопители. Процесс регистрации данных изменился, но срок остался прежним. С тех пор прошивкой называют программу, встроенную в микросхему и отвечающую за ее работу.
Память в магнитных сердечниках
Зачем нужна прошивка
Прошивка в электронике отвечает за работу всего устройства: телефона, камеры, умной колонки, часов или защитного модуля. Сама прошивка хранится на той же микросхеме в блоке памяти или на отдельной микросхеме, если вам нужно много места.
Когда устройство включено, происходит следующее:
- На микросхему подается напряжение.
- Чип подготавливает память и все модули к работе прошивки.
- После этого он идет туда, где находится прошивка и выполняет команды оттуда одну за другой.
Получается, что прошивка — это программа, которая заботится о работе всего устройства на самом низком уровне.
Зачем менять прошивку
Иногда производитель устройства не добавляет в него некоторые функции. В этом случае программисты извлекают из устройства файл прошивки, разбираются, из чего он состоит, и смотрят, можно ли что-то изменить для улучшения устройства.
История из жизни производителя смартфонов: При производстве телефонов используется один и тот же модуль камеры и в дешевых, и в дорогих моделях. Чтобы они не конкурировали друг с другом, в прошивке бюджетной модели производитель может отключить оптическую стабилизацию или ночную съемку. В результате покупатели знают, что если нужно снимать ночью, то нужно брать дорогую модель, потому что можно, а дешевой нет.
Но если убрать это ограничение в прошивке и скачать на дешёвый телефон, то он тоже будет снимать со стабилизацией и появится ночной режим. В итоге за те же деньги пользователь может получить новые возможности устройства. Но вы теряете гарантию производителя.
Другой пример из мира камер. Старые камеры Canon имеют стандартную прошивку, в ней много ограничений. Разработчики придумали альтернативную прошивку Magic Lantern, которая превращает камеру в настоящего зверя для записи видео.
Прошивка — не для всей электроники
Есть много устройств, которые нельзя прошить: либо чип нужно впаивать, либо он защищен от записи. В большинстве случаев это простая бытовая техника: пульты от телевизора, миксеры, микроволновые печи, детские игрушки и тому подобное.
Общее правило таково: если устройство можно подключить к интернету или к компьютеру, то, скорее всего, его можно прошить. Это не всегда срабатывает, но в большинстве случаев срабатывает.
А можно ничего не прошивать и пользоваться как есть?
Можно, иногда даже нужно, если прошивка отвечает за важные системы, например, за работу бытового газового котла, охранных систем автомобиля или кардиостимулятора.
