Micrologiciel vs logiciel : similitudes et différences

Le microprogramme et le logiciel sont deux composantes essentielles des systèmes embarqués et des ordinateurs contemporains.

Notre monde est en pleine transformation numérique, où la majorité des activités sont réalisées à l'aide d'ordinateurs. Les termes "logiciel" et "matériel" sont fréquemment employés pour décrire ces machines.

La fabrication des appareils technologiques modernes implique de nombreux éléments. Il existe une variété de types de logiciels et de matériel, et il est également possible de rencontrer des microprogrammes.

Dans l'industrie électronique, les microprogrammes et les logiciels sont également très présents. La distinction entre ces deux termes peut s'avérer délicate, car ils peuvent parfois servir le même objectif.

Par exemple, lors de l'installation manuelle d'une mise à jour du système d'exploitation Android, il peut s'agir de microprogramme. Cela signifie que lors de la mise à jour du système d'exploitation de votre téléphone Android, le logiciel est spécialement conçu pour le matériel, ou plus précisément le microprogramme, de cet appareil.

Si cela vous semble complexe, permettez-moi de clarifier ce sujet.

Dans cet article, je vais détailler les différences, les similitudes et les cas d'utilisation des logiciels et des microprogrammes.

C'est parti !

Qu'est-ce qu'un microprogramme ?

Dans le domaine de l'informatique, le microprogramme est considéré comme une catégorie spécifique de logiciel qui assure un contrôle de bas niveau sur le matériel d'un appareil. Le microprogramme contient les fonctions vitales de l'appareil et fournit des services d'abstraction matérielle aux logiciels de niveau supérieur, tels que les systèmes d'exploitation.

Pour les appareils moins sophistiqués, le microprogramme joue le rôle d'un système d'exploitation complet qui gère les fonctions de contrôle, de surveillance et de manipulation des données. Il est stocké dans des dispositifs de mémoire non volatile, notamment EPROM, EEPROM, mémoire Flash et ROM.

Le terme "microprogramme" a été inventé en 1967 par le scientifique américain Ascher Opler. Il l'a utilisé pour décrire un programme intermédiaire entre le logiciel et le matériel.

La mise à jour d'un microprogramme nécessite soit le remplacement physique de la ROM, soit la reprogrammation de l'EPROM à l'aide d'une procédure spécifique. Certains périphériques de mémoire du microprogramme ne peuvent pas être modifiés après une installation permanente.

De plus, la principale raison de mettre à jour un microprogramme est de corriger des erreurs, d'ajouter des fonctionnalités à l'appareil, etc. On peut considérer le microprogramme comme le "logiciel pour le matériel". Bien que le logiciel soit un terme différent, ils sont liés mais non interchangeables.

Les fabricants d'appareils publient fréquemment des mises à jour régulières pour assurer le bon fonctionnement du matériel et sa compatibilité avec les nouveaux supports. Les fabricants de routeurs réseau publient également des mises à jour de microprogrammes pour améliorer les performances du réseau. Il en va de même pour les fabricants de smartphones, les fabricants d'appareils photo, etc. Il suffit de consulter le site Web du fabricant pour télécharger ces mises à jour.

Tous les microprogrammes sont répartis en trois catégories principales, en fonction de leur niveau d'intégration avec le matériel. Ce sont :

• Le microprogramme de bas niveau est considéré comme une partie intégrante du matériel de l'appareil. Il est stocké sur des puces en lecture seule et non volatiles, comme la ROM. Par conséquent, il ne peut être ni réécrit ni modifié. Les appareils utilisant un microprogramme de bas niveau dans leur système n'ont qu'une mémoire programmable une seule fois.
• Le microprogramme de haut niveau permet les mises à jour mais est légèrement plus complexe que le microprogramme de bas niveau. Il réside sur des puces de mémoire flash.
• Le microprogramme de sous-système fait partie d'un système embarqué. Un exemple de microprogramme de sous-système est le sous-système d'alimentation d'un serveur. Le sous-système d'alimentation est la partie du matériel du serveur qui fonctionne de manière semi-indépendante.

Exemples : BIOS ou interface micrologicielle extensible unifiée, clés USB, capteurs, petits ordinateurs, cartes à puce, etc.

Comment fonctionnent les mises à jour de microprogrammes ?

Les mises à jour de microprogrammes sont souvent proposées pour prévenir les piratages, améliorer la sécurité, corriger les bogues, ajouter de nouvelles fonctionnalités et assurer l'interaction avec les derniers supports. Elles contiennent des instructions qui indiquent au matériel comment se comporter de manière nouvelle et modifiée.

Certains appareils connectés à Internet recherchent automatiquement de nouveaux microprogrammes, les téléchargent et les installent. D'autres nécessitent que les utilisateurs consultent le site Web du fabricant pour télécharger et installer les mises à jour. La fréquence des mises à jour peut varier en fonction de l'utilisation de l'appareil. Les appareils intelligents peuvent ne pas nécessiter de mises à jour fréquentes.

Les smartphones mettent généralement à jour le microprogramme en même temps que les mises à jour logicielles, afin que le téléphone continue de fonctionner correctement sans que les utilisateurs aient besoin de mettre à jour manuellement les versions du microprogramme. De nombreux appareils électroniques doivent également rester allumés pendant la mise à jour du microprogramme.

Qu'est-ce qu'un logiciel ?

Les logiciels sont les données, les programmes ou les instructions utilisés pour exécuter des opérations informatiques afin de réaliser des tâches spécifiques. Ils représentent l'opposé du matériel, qui décrit les aspects physiques du système informatique. Ils sont immatériels.

On peut également parler de logiciel comme d'un terme générique qui englobe tous les scripts, programmes et applications qui s'exécutent sur un appareil. Le logiciel est donc la partie variable de l'ordinateur. Les principales catégories de logiciels sont :

• Logiciel d'application : il s'agit du logiciel qui répond aux besoins spécifiques de l'ordinateur ou qui réalise certaines tâches essentielles.
• Logiciel système : ce type de logiciel est conçu pour faire fonctionner le matériel de l'appareil. Il fournit également une plateforme pour l'exécution des applications.
• Logiciel de programmation : ce logiciel fournit les outils de programmation dont un développeur a besoin. Il comprend également le terme "middleware", qui se situe entre le logiciel système et le logiciel d'application. De plus, vous obtiendrez un logiciel pilote qui permettra à vos périphériques de fonctionner.

Au début des années 1980, les logiciels étaient vendus sur des disquettes. Plus tard, ils ont été vendus sur des CD et des DVD. Aujourd'hui, la plupart des logiciels sont achetés ou téléchargés directement depuis Internet. On trouve facilement différents types de logiciels sur les sites Web des fournisseurs.

Voici quelques exemples de types de conceptions de logiciels :

• Conception architecturale : cette conception logicielle est la base du logiciel. Elle définit la structure du système, les principaux composants et leurs relations à l'aide d'outils de conception architecturale.
• Conception de haut niveau : il s'agit de la deuxième couche de conception logicielle, qui se concentre sur la mise en œuvre du système ainsi que sur les composants, sous la forme de modules pris en charge par une pile logicielle. Elle décrit également les relations entre les différents modules et fonctions du système, ainsi que le flux de données.
• Couche détaillée : c'est la troisième couche du processus de conception logicielle. Elle se concentre sur les détails de mise en œuvre pour l'architecture logicielle spécifiée.

La qualité d'un logiciel peut être mesurée par certaines caractéristiques, notamment l'accessibilité, la compatibilité, la fonctionnalité, les performances, la portabilité, l'installabilité, la localisation, l'efficacité, la maintenabilité, la sécurité, la convivialité, la testabilité et la fiabilité.

Comment fonctionne un logiciel ?

Tous les logiciels fournissent des données et des instructions à l'ordinateur pour qu'il fonctionne et réponde aux besoins des utilisateurs. Comme mentionné ci-dessus, les logiciels d'application et les logiciels système peuvent fonctionner de différentes manières.

Logiciel d'application

Le logiciel d'application contient de nombreux programmes qui remplissent des rôles spécifiques pour les utilisateurs finaux, tels que la navigation sur des sites Web et la rédaction de rapports. Il effectue également des tâches pour d'autres applications. Bien qu'un logiciel d'application soit un logiciel, il ne peut pas fonctionner seul. Il nécessite l'exécution du système d'exploitation d'un ordinateur et d'autres logiciels système de support.

Ce sont les applications de bureau installées sur l'ordinateur de l'utilisateur pour utiliser la mémoire de l'ordinateur afin d'effectuer des tâches. Elles occupent de l'espace sur le disque dur et n'ont pas besoin de connexion Internet pour effectuer des tâches.

D'autre part, les applications Web ont besoin d'une connexion Internet pour fonctionner. Elles ne dépendent pas du logiciel ou du matériel du système pour fonctionner. Les appareils dotés de navigateurs Web permettent aux utilisateurs de lancer rapidement des applications Web.

Logiciel système

Le logiciel système occupe une position intermédiaire entre le logiciel d'application et le matériel informatique. Il fonctionne en arrière-plan et gère les fonctions essentielles de votre ordinateur. Il coordonne le logiciel et le matériel du système afin que vous puissiez exécuter un logiciel de haut niveau pour effectuer des tâches spécifiques.

Le logiciel système commence à fonctionner lorsqu'un ordinateur démarre et fonctionne en continu tant que le système informatique est allumé. Il est écrit en code machine de bas niveau ou en langage d'assemblage. Il fonctionne donc de manière autonome et permet au système informatique de bien fonctionner.

Microprogramme vs logiciel : similitudes

Les termes "microprogramme" et "logiciel" sont parfois utilisés de manière interchangeable dans le contexte des systèmes embarqués. Dans ce secteur, ils présentent certaines similitudes. On considère souvent le microprogramme comme une forme de logiciel de bas niveau.

Il n'est pas rare de voir des offres d'emploi mentionnant "Ingénieur logiciel embarqué" ou "Ingénieur microprogramme embarqué" avec la même description de poste. Cela s'explique par le fait que le côté application du système est développé conjointement avec le côté système.

Par exemple, lorsque vous travaillez avec une conception barebone (sans système d'exploitation), vous n'aurez que quelques fichiers spécifiques au fournisseur de microcontrôleurs (processeur qui prend en charge les pilotes et les en-têtes) et quelques pilotes tiers (pour l'affichage et TCP/IP). Ces fichiers peuvent gérer le côté matériel du logiciel.

Avec les pilotes et les en-têtes, vous pouvez écrire un logiciel d'application ; ensuite, tous les fichiers sont combinés dans un fichier binaire. Si vous utilisez un système d'exploitation comme FreeRTOS ou VxWorks, RTOS prend en charge la gestion de la mémoire et la commutation de contexte. Malgré cela, vous devez écrire un logiciel d'application à l'aide de pilotes de microcontrôleur, de pilotes tiers et de fichiers RTOS.

Microprogramme vs logiciel : différences

Examinons plus en détail certaines différences entre le microprogramme et le logiciel.

Microprogramme vs logiciel : cas d'utilisation

Cas d'utilisation du microprogramme

On trouve le microprogramme dans une large gamme d'équipements informatiques, y compris des appareils complexes. Voici quelques exemples concrets d'utilisation du microprogramme :

• Ordinateur personnel : le microprogramme d'un ordinateur est intégré dans une petite puce mémoire. Les périphériques informatiques, tels que les cartes vidéo, les cartes graphiques, etc., contiennent également des microprogrammes.
• Appareils ménagers : les machines à laver et les lave-vaisselle utilisent un microprogramme. Il permet à la machine de communiquer avec un ordinateur en configurant les paramètres et les commandes.
• Périphériques de stockage : les disques durs, les périphériques de stockage portables et les clés USB contiennent un microprogramme qui permet aux périphériques de fonctionner avec le système informatique.
• Cartes à puce : les cartes à puce contiennent également un microprogramme qui intègre des instructions dans la puce pour assurer des fonctions de base, le chiffrement et l'authentification.
• Automobile : les véhicules contiennent des capteurs, de petits ordinateurs et des systèmes intégrés avec un microprogramme qui les aide à effectuer leurs tâches.
• Appareils mobiles : les ordinateurs portables, les tablettes, les smartphones et d'autres appareils mobiles contiennent un microprogramme qui permet au matériel de fonctionner avec plusieurs logiciels.

Cas d'utilisation du logiciel

La plupart des utilisateurs sont familiers avec les logiciels. Tout ce qu'ils installent et téléchargent sur leur ordinateur ou d'autres appareils prend la forme de logiciels. L'utilisation de logiciels est devenue une routine pour chacun d'entre nous. Il existe de nombreuses applications dans le monde entier.

Voici des exemples de logiciels d'application :

• Logiciel de traitement de texte : MS Word, Bloc-notes et Wordpad.
• Logiciel de tableur : Microsoft Excel, Apple Numbers, etc.
• Logiciel de base de données : MS Access et Oracle, etc.
• Logiciels de simulation : simulateurs scientifiques et simulateurs de vol.
• Logiciel d'entreprise : système de gestion de la relation client (CRM).
• Logiciel multimédia : lecteurs multimédias comme Media Player et Real Player.
• Logiciels éducatifs : Encarta, BritannicaMathematical, Google Earth, NASA World Wind.
• Logiciel de présentation : Keynotes et Microsoft Powerpoint.
• Logiciels de gestion de l'information : outils de gestion des ressources, outils de documentation, etc.
• Suites applicatives : Microsoft Office, OpenOffice, etc.
• Logiciels d'accès au contenu : navigateurs Web, accès au contenu via des lecteurs multimédias, etc.

Voici des exemples de logiciels système :

• Systèmes d'exploitation comme Windows, macOS et Linux.
• Pilotes de périphériques.
• Microprogramme.
• BIOS et UEFI.
• Traducteurs de langage de programmation.
• Utilitaires.

Conclusion

Le microprogramme est généralement utilisé pour microcoder les systèmes embarqués dans la plupart des matériels, tandis que le logiciel fait référence à des programmes de plus haut niveau. Le remplacement du microprogramme est complexe, alors que les logiciels sont beaucoup plus simples à manipuler.

Cependant, le microprogramme est un logiciel système qui contrôle le matériel d'un appareil. Le logiciel, de manière générale, est un ensemble d'instructions qui permettent à votre ordinateur ou à d'autres appareils d'effectuer des tâches. J'espère que les principales différences et similitudes entre le microprogramme et le logiciel sont maintenant claires.

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