Oft erfordern die verschiedenen Komponenten und Peripheriegeräte unseres Computers eine Aktualisierung der sogenannten Firmware. Entweder um bestimmte Bugs und Fehler zu beheben, die diese Hardware hat, oder um neue Fähigkeiten hinzuzufügen, die vorher nicht existierten. Wie funktioniert der Firmware-Update-Prozess?
Zunächst müssen wir klarstellen, dass ein Firmware-Update nicht mit einem Treiber-Update gleichzusetzen ist, da der Controller, den wir auf dem PC installieren, von den Anwendungen verwendet wird, um mit den verschiedenen Komponenten und Geräten zu kommunizieren. Die Firmware hingegen sagt ihr zu jeder Zeit, wie sie funktionieren soll.
Wir dürfen nicht vergessen, dass viele Geräte einen Mikrocontroller für ihre Verwaltung enthalten, den wir als Computer betrachten können. Welches rekursiv ein Programm ausführt, das sich darin befindet, wo es zu finden ist, wie und wann Dinge zu tun sind. Diese Prozessoren, die sich in den verschiedenen Hardwareteilen befinden, interagieren daher bei ihrem Betrieb nicht mit dem CPU und dem Rest des Systems in Bezug auf die Kommunikation, aber sie sind unerlässlich, um auf alle Fähigkeiten unserer Hardware zugreifen zu können. .
Was sind die Vorteile des Firmware-Upgrades auf eine Komponente?
Angenommen, wir haben einen Monitor mit HDMI 2.1 Unterstützung, die nicht vollständig ist, der Hersteller hat entschieden, Funktionen wie VRR nicht darin aufzunehmen, und die unterstützte Bandbreite beträgt weniger als 48 Gbit/s. Eines Tages haben wir durch ein Firmware-Update Zugriff auf diese Funktionen, ohne ein neues Modell kaufen zu müssen.
Das Aktualisieren einer Firmware kann sich auch positiv auf eine CPU auswirken, da ihre Steuereinheit und sogar der Speichercontroller selbst Mikrocontroller sind, die eine bestimmte Firmware haben. Wir können eine Leistungssteigerung in bestimmten Anweisungen oder Unterstützung für schnelleren Speicher finden, dank der Aktualisierung der Firmware des Prozessors. Seine Fähigkeiten können jedoch auch eingeschränkt sein, entweder aus Sicherheitsgründen oder weil es eine Funktion gibt, die mit anderen Produkten des gleichen Unternehmens in Konflikt steht.
wirtschaftlicher Vorteil
Der größte Vorteil besteht jedoch darin, dass wir und der Hersteller durch die Möglichkeit eines Firmware-Updates keine Austausch- und Reparaturarbeiten durchführen müssen, um bestimmte Probleme zu lösen, die unsere Hardware betreffen. Es erspart also beiden Seiten große Kopfschmerzen, da wir das Gerät nicht in die Garantie einsenden müssen und der Hersteller eine aufwändige Versand- und Retourenlogistik sowie einen Produktionsstopp vermeidet.
In jedem Fall verleiht die Aktualisierung der Firmware ihr keine Fähigkeiten, die über das hinausgehen, was die Hardware selbst ausführen kann, sondern sie optimiert den Betrieb ihrer Funktionen, um sie effizienter zu machen und ihre Funktionen zu blockieren oder zu entsperren. Wir können auch nicht vergessen, dass der Prozess auch das Beheben von Fehlern aus früheren Versionen beinhalten kann.
Wie funktioniert die Aktualisierung einer Firmware?
Es gibt zwei Möglichkeiten, wie ein Hersteller die Firmware seiner Hardware aktualisieren kann, die beide von der Art des Speichers abhängen, der zum Speichern der Firmware verwendet wird, da nicht alle Hersteller möchten, dass Benutzer einfachen Zugriff auf ihre Inhalte haben.
Verwenden eines programmierbaren ROM
In einigen Fällen findet sich dies in einer EEPROM , deren Inhalt nur vom Hersteller mit Spezialwerkzeugen oder durch Ersetzen des Chips, der ihn enthält, durch einen anderen gleichen Typs geändert werden kann, der jedoch eine aktualisierte Version speichert, wie es beispielsweise bei Grafikkarten in PCs der Fall ist.
Wie der Name schon sagt, ist ein ROM schreibgeschützt und sein Inhalt kann nicht durch einen anderen ersetzt werden. Außerdem sind sie in vielen Fällen so klein, dass diejenigen, die keine Kenntnisse im Umgang mit kleinen elektronischen Teilen haben, Probleme haben, sie zu handhaben. Darüber hinaus wurde die Fabrikmontage oft von einem hochpräzisen Roboter durchgeführt.
Über internen Flash-Speicher
Stattdessen enthält die meiste Hardware typischerweise Firmware-Inhalte in nicht flüchtigen Daten RAM oder Flash-Speicher, der sich im eigenen eingebetteten Mikrocontroller des Geräts befindet. Dies zeigt an, dass der Benutzer die Hardware nicht manipulieren muss, um die Firmware zu aktualisieren.
Geräte mit direktem Zugriff auf RAM
Wenn wir über ein Gerät sprechen, das direkten Zugriff auf RAM hat, sei es die CPU, die Hauptplatine Chipsatz oder ein PCI-Express-Gerät, dann erfolgt das Update offensichtlich über die DMA-Einheit, die in der zu aktualisierenden Komponente enthalten ist. Vergessen wir nicht, dass eine DMA-Einheit einem externen Gerät Zugriff auf den RAM gewährt, indem sie vorübergehend den Zugriff auf den IMC der restlichen Komponenten blockiert, um den Inhalt eines physischen Speichers in einen anderen zu kopieren. In diesem Fall war es der Speicher, der die Firmware im Controller speichert.
Die Speicheradressen, die speziell zum Update der Firmware verwendet werden, sind dem Benutzer nicht bekannt, sind aber der jeweiligen Komponente bekannt und werden völlig transparent für das Betriebssystem durchgeführt. Die zu aktualisierende Komponente schaut einfach periodisch auf diesen Teil des RAM und speichert die Informationen. In vielen Fällen bietet der Flash-Speicher Platz für zwei Firmwares, eine für die aktuelle Version und eine für das Update. Der Grund? Einfach, falls das Update kaputt geht und schwerwiegende Bedienungsfehler verursacht, zum vorherigen zurückkehren zu können.
Komponenten ohne direkten Zugriff auf RAM
Stattdessen für Peripheriegeräte, die über USB oder andere Anschlüsse angeschlossen werden, die keinen direkten Speicherzugriff haben und auf die angewiesen sind IOMMU, Sie erhalten das Firmware-Update einfach direkt, sodass es kein DMA-Laufwerk in der Mitte gibt, auf dem die IOMMU ausgeführt wird. Prozess.
Zum Beispiel eine Maus oder eine Tastatur, die Eingabe- und keine Ausgabeperipherie sind, aber die von ihnen verwendete Schnittstelle ist bidirektional. Daher ist es nur notwendig, ihnen Daten zu senden, um ihre Firmware zu aktualisieren oder sogar bestimmte Informationen wie die Makros der Tasten oder Schaltflächen zu speichern.
