Firmware: qué es, cómo funciona y ejemplos prácticos
Descubre qué es el firmware, cómo funciona y ejemplos prácticos: el puente esencial entre hardware y software, su uso en microcontroladores y actualizaciones en dispositivos modernos.
En informática, el firmware es un programa informático que está "incrustado" en un dispositivo de hardware y es una parte esencial del mismo. A veces se denomina software integrado. Un ejemplo es un microcontrolador, una parte del microprocesador que le indica qué acciones debe realizar. También puede ser un programa más amplio almacenado en la memoria flash o cargado en el hardware existente por un usuario.
Como su nombre indica, el firmware se encuentra entre el hardware y el software, conectando ambos mundos. Puede significar cosas ligeramente diferentes para cada persona, sobre todo porque los dispositivos electrónicos autónomos se parecen cada vez más a los ordenadores. Al igual que el software, es un programa informático ejecutado por un microprocesador. Pero también está vinculado a un hardware y no tiene sentido sin él.
¿Qué es exactamente el firmware?
El firmware es el conjunto de instrucciones de bajo nivel que permiten que un dispositivo electrónico arranque y funcione. No es una aplicación de usuario sino el software que controla funciones básicas del hardware: inicializar componentes, gestionar comunicaciones, controlar sensores y actuadores, y ofrecer una interfaz mínima para actualizar o cargar otro software.
Dónde se almacena y cómo se ejecuta
- Almacenamiento: suele residir en memorias no volátiles como ROM, EEPROM, memoria flash o incluso en secciones especiales del almacenamiento del dispositivo.
- Ejecución: al encender el dispositivo el procesador carga y ejecuta el firmware (o parte de él) para iniciar el hardware y, si procede, cargar un sistema operativo superior.
Cómo funciona (proceso general)
- Arranque/Bootstrap: el firmware inicializa relojes, memoria, puertos y periféricos.
- Autodiagnóstico: puede comprobar integridad básica del hardware y del propio firmware.
- Configuración: aplica parámetros por defecto o lee configuraciones guardadas (por ejemplo, en un router).
- Control en tiempo de ejecución: gestiona interrupciones, comunicaciones, lectura/escritura de sensores y actuadores.
- Actualizaciones: algunos firmwares permiten reemplazarse por versiones nuevas mediante procesos de "flash".
Tipos de firmware
- Firmware de sistema (BIOS/UEFI): controla el arranque del ordenador y prepara el sistema operativo.
- Firmware de dispositivos: impresoras, routers, cámaras, discos duros y SSD incluyen firmware específico.
- Firmware de microcontrolador: programas que hacen funcionar sensores, electrodomésticos, juguetes, y sistemas embebidos.
- Firmware baseband/modem: en teléfonos móviles controla la radio y la comunicación celular.
Ejemplos prácticos
- Routers: el firmware determina la interfaz web, enrutamiento, cortafuegos y soporte de protocolos. Actualizar firmware puede corregir fallos de seguridad o añadir funciones (por ejemplo, instalar OpenWrt en modelos compatibles).
- SSD y discos: el firmware gestiona la asignación de bloques, corrección de errores y rendimiento; una actualización puede mejorar estabilidad y velocidad.
- Cámaras y teléfonos: el firmware controla el sensor, el procesamiento de imagen y funciones como el autoenfoque; a veces añade características o mejora la calidad.
- Impresoras: el firmware gestiona la interpretación de trabajos, el control de motores y la calibración.
- Dispositivos IoT: termostatos, luces inteligentes y sensores dependen del firmware para comunicarse y responder a comandos.
Actualización de firmware: por qué y cómo
Actualizar el firmware puede resolver errores, reparar vulnerabilidades de seguridad, mejorar rendimiento o añadir funciones. Sin embargo, es una operación delicada: una interrupción del proceso puede dejar el dispositivo inservible.
Pasos recomendados para actualizar con seguridad:
- Comprobar la versión actual y la nota de la versión publicada por el fabricante.
- Descargar el firmware solo desde la web oficial del fabricante o fuentes confiables.
- Leer instrucciones específicas del dispositivo (herramienta, procedimiento y requisitos).
- Hacer copia de seguridad de configuraciones importantes si es posible.
- Asegurar alimentación estable durante la actualización (evitar corte de energía o reinicios).
- Si el dispositivo lo permite, usar mecanismos de rollback o versiones de recuperación.
Riesgos y recuperación
- Riesgos: actualización interrumpida, firmware corrupto o incompatible, pérdida de garantía si se sustituye por firmware no oficial.
- Recuperación: algunos dispositivos incluyen modos de recuperación, bootloaders o interfaces como JTAG/serial para reprogramar la memoria; en otros casos la recuperación puede requerir servicio técnico.
Seguridad del firmware
El firmware es una superficie crítica para atacantes porque actúa a nivel muy bajo. Buenas prácticas de seguridad incluyen:
- Firmado criptográficamente de actualizaciones (verificación de autenticidad).
- Actualizaciones seguras OTA con cifrado y comprobación de integridad.
- Seguridad en el proceso de actualización para evitar reemplazo por firmware malicioso.
- Monitorización y parches rápidos ante vulnerabilidades conocidas.
Firmware abierto vs propietario
Existen firmwares propietarios (código cerrado del fabricante) y firmwares de código abierto (por ejemplo, Coreboot, Libreboot, OpenWrt o Rockbox en sus ámbitos). El firmware abierto permite auditoría, personalización y prolongar la vida útil de un dispositivo, pero su uso puede requerir conocimientos técnicos y, en algunos casos, anular la garantía.
Conclusión
El firmware es el puente esencial entre hardware y software: sin él, los componentes electrónicos no serían operativos. Comprender qué es, cómo funciona y cómo mantenerlo actualizado y seguro ayuda a aprovechar mejor los dispositivos y reducir riesgos. Ante cualquier actualización o manipulación del firmware, conviene seguir las instrucciones del fabricante y tomar precauciones para evitar daños irreversibles.
En un ordenador
Un ordenador puede tener tanto firmware como software. El firmware se almacena permanentemente en el ordenador, como la BIOS, y no se puede cambiar o añadir fácilmente. El software, incluso el sistema operativo, puede sustituirse reformateando el disco duro. El software incluye las aplicaciones que ve una persona que opera un ordenador, como un navegador web o un procesador de textos. A veces, el controlador de un dispositivo se llama firmware, ya que es necesario para que funcione esa pieza de hardware, como una impresora o una tarjeta de vídeo. El controlador de dispositivo está en la parte principal del ordenador y puede actualizarse fácilmente (si existe una actualización).
En un dispositivo electrónico
Otros dispositivos electrónicos pueden no parecerse a un ordenador, pero siguen teniendo un sistema integrado como un microcontrolador en su interior, con un programa que les dice lo que tienen que hacer. Esto también se llama firmware. Una caja de televisión por cable, un controlador de ascensor y un lector de tarjetas en la cerradura de la puerta de un hotel funcionan con firmware. En este caso, el firmware es el único software del dispositivo y lo ejecuta todo, desde la gestión de las pulsaciones de los botones hasta el encendido y apagado de los motores.
En el pasado, el firmware se almacenaba en ROMs, pero ahora suele almacenarse en medios en los que se puede escribir, como EEPROMs y Flash. El firmware de muchas máquinas, como los routers, puede actualizarse ahora sin ningún hardware especial, aparte de un ordenador y un cable USB. Esto se hace descargando una nueva versión desde la World Wide Web para actualizar el dispositivo, siguiendo las instrucciones del fabricante del mismo.
Se dice que un dispositivo electrónico está "brickeado" si no puede iniciarse por problemas de firmware. Entonces es tan útil como un ladrillo. La carga de un firmware incorrecto en un dispositivo puede causar esto. El firmware se almacena como un archivo de imagen binaria.
Ejemplos
Algunos ejemplos de firmware son:
- La BIOS de los ordenadores personales compatibles con IBM
- Código dentro de una impresora (además del controlador de la impresora que está en el ordenador)
- Software de control de un desfibrilador cardíaco
- Software que controla las luces de un edificio de oficinas
- Software que controla la electrónica de un coche: la radio, el ABS (sistema antibloqueo de frenos), los controles del motor, etc.
- Programas informáticos que controlan los electrodomésticos más recientes (hornos microondas, lavavajillas, etc.)
Páginas relacionadas
- BIOS
- Sistema operativo en tiempo real
- Microcódigo
Preguntas y respuestas
P: ¿Qué es el firmware?
R: El firmware es un programa informático que está "incrustado" en un dispositivo de hardware y es una parte esencial del hardware.
P: ¿Cuál es otro término para firmware?
R: El firmware se denomina a veces software incrustado.
P: ¿Cuál es un ejemplo de firmware?
R: Un ejemplo de firmware es un microcontrolador, que es una parte del microprocesador que le indica qué acciones debe realizar.
P: ¿El firmware puede ser un programa más grande almacenado en la memoria flash?
R: Sí, el firmware puede ser un programa más amplio almacenado en la memoria flash.
P: ¿El firmware también puede ser cargado en el hardware existente por un usuario?
R: Sí, el firmware también puede ser cargado en el hardware existente por un usuario.
P: ¿Qué relación tiene el firmware con el hardware y el software?
R: El firmware se encuentra entre el hardware y el software, conectando ambos mundos.
P: ¿Qué significa decir que el firmware no tiene sentido sin el hardware?
R: Significa que el firmware está vinculado a una pieza específica de hardware y no puede funcionar sin ella.
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