Firmware vs. software: ¿cuál es la diferencia y por qué es importante?

Las tecnologías más innovadoras de hoy en día dependen de tres componentes críticos que trabajan juntos: hardware, software y firmware. Los componentes de hardware son objetos físicos (como ordenadores, procesadores o tarjetas), mientras que los términos software y firmware se refieren a conjuntos de instrucciones que los dispositivos de hardware necesitan para funcionar. 

Aunque el firmware y el software son tan similares que a menudo se utilizan indistintamente, existen algunas diferencias críticas que vale la pena entender al evaluar cada uno de ellos en función de las necesidades empresariales.

El firmware, también conocido como "software para hardware", es un código que está integrado en un dispositivo de hardware, como un sistema informático o un dispositivo móvil para ayudarle a funcionar. 

El firmware proporciona las instrucciones sobre cómo debe iniciarse un dispositivo, interactuar con otros dispositivos (como enrutadores o controles remotos) y ejecutar tareas de entrada/salida (E/S). Se puede actualizar regularmente para solucionar problemas, añadir características o aumentar la compatibilidad. 

El término "firmware" fue acuñado por el científico estadounidense Ascher Opler en 1967 para describir un programa que, según él, estaba "entre el hardware y el software¹". Hoy en día, muchos dispositivos populares, como televisores, teléfonos inteligentes y cámaras, necesitan firmware para funcionar.

El software es un conjunto de instrucciones que guían las operaciones clave de un dispositivo informático. 

El software puede escribirse en muchos lenguajes diferentes o códigos de programación, incluyendo los populares Python, Java y Structured Language Query (SQL). El software tiene muchos propósitos, pero generalmente se agrupa en dos grandes categorías: el software que se escribe para sistemas operativos (SO) y el software que se escribe para aplicaciones.

Quizás la diferencia más importante entre el firmware y el software es que, mientras que el firmware ayuda a los dispositivos a arrancar y comunicarse, el software se centra más en la interacción con el usuario. 

Los fabricantes actualizan el firmware con frecuencia para añadir nuevas características, mejorar la seguridad y proteger los dispositivos contra las vulnerabilidades. Como cualquier usuario de un teléfono Android o iOS sabe, las actualizaciones de la versión del firmware tienen que descargarse e instalarse con regularidad, ya que, de lo contrario, afectarán al rendimiento del dispositivo.

El software, en cambio, se instala en dispositivos electrónicos para mejorar la experiencia del usuario en actividades como navegar por internet, revisar el correo electrónico, procesar textos, ver vídeos, escuchar música en streaming y mucho más. Estas son algunas de las diferencias más importantes a tener en cuenta al evaluar las tecnologías. 

El firmware tiende a centrarse en instrucciones de bajo nivel con una función específica, a menudo relacionada directamente con el control del dispositivo para el que se ha programado. El software tiende a centrarse más en los programas informáticos con los que interactúa el usuario y que se ejecutan en el dispositivo. 

Otra diferencia clave en términos de funcionalidad es que los programas de software pueden funcionar en muchos dispositivos diferentes, mientras que el firmware normalmente solo funcionará en el dispositivo para el que ha sido programado.

Los entornos de desarrollo difieren considerablemente en función de si se está creando firmware o software. El desarrollo de software utiliza lenguajes de programación de alto nivel, como Python y C++, mientras que el firmware se basa en C o en un lenguaje ensamblador simple. 

Los desarrolladores de software suelen utilizar una gama más amplia de marcos y herramientas que los programadores de firmware, como bibliotecas de desarrollo integradas (IDE) y bibliotecas de código. Los desarrolladores de firmware se limitan a las herramientas que se han creado para una plataforma específica, como el menú de un televisor inteligente, y a menudo se les exige que se centren en funciones más básicas, como el arranque y la depuración.

Las pruebas son una fase crucial para crear soluciones eficaces de firmware y software. En el caso del firmware, la fase de pruebas se centra en cómo interactúan las soluciones con el hardware para garantizar su correcto funcionamiento y evitar que se produzcan bloqueos o "bricking". El bricking se produce cuando una actualización del firmware provoca que un dispositivo deje de funcionar accidentalmente. Los desarrolladores, para asegurarse de que una actualización de firmware va a funcionar correctamente, suelen probar diferentes escenarios utilizando herramientas de depuración y emuladores. 

En las pruebas de software, los desarrolladores utilizan herramientas y procedimientos diferentes a los de las pruebas de firmware para identificar y corregir errores y determinar si el software funciona correctamente. Mientras que las pruebas de firmware se realizan en el hardware y, en particular, en la ROM de un dispositivo donde se almacena el firmware, las pruebas de software se realizan en plataformas específicas. 

Tanto el firmware como el software se actualizan con frecuencia a través de Internet mediante una conexión wifi o ethernet 5G. Las actualizaciones de software son de un nivel superior a las actualizaciones de firmware, que se centran en la funcionalidad del dispositivo más que en la interacción del usuario. Las actualizaciones de software están dirigidas a aplicaciones que se ejecutan en un dispositivo, como procesadores de texto y navegadores de internet, mientras que las actualizaciones de firmware se centran en las funcionalidades básicas subyacentes que son críticas para el rendimiento del dispositivo, como su sistema operativo. 

Otra diferencia es que las actualizaciones del firmware son menos frecuentes que las del software y conllevan un mayor riesgo de bricking debido a su conexión más estrecha con el hardware. Dada la complejidad de los dispositivos en los que se implementa el firmware y el software, desde ordenadores portátiles y consolas de videojuegos hasta teléfonos inteligentes y coches sin conductor, las actualizaciones son fundamentales para el rendimiento.

Muchas empresas modernas de éxito dependen del firmware y el software para diversas necesidades empresariales. Estos son algunos de los beneficios más comunes:

• Facilidad de entrega: hoy en día, la mayoría de las aplicaciones empresariales se entregan como software como servicio (SaaS), lo que hace que instalarlas y actualizarlas sea mucho más fácil que en el pasado. Las soluciones SaaS son software de aplicación alojado en la nube y que se utiliza a través de una conexión a Internet mediante un navegador web o una aplicación móvil. Las soluciones de firmware también se instalan y actualizan de forma remota, a través de un enlace de descarga de Internet o como una actualización automática que requiere un simple reinicio del dispositivo para instalarse.
• Rendimiento mejorado: el firmware y el software mejoran el rendimiento de muchos dispositivos de los que dependen las empresas para mantener la seguridad y la innovación, y ofrecer nuevas características a sus clientes. Por ejemplo, las empresas de videojuegos y entretenimiento utilizan firmware y software para garantizar que sus aplicaciones funcionen de manera fluida y que los clientes puedan utilizarlas tal y como fueron diseñadas.
• Resolución de problemas más rápida: el firmware y el software desempeñan un papel crucial a la hora de ayudar a resolver los problemas de los clientes de forma rápida y eficaz. Por ejemplo, imagine que un componente nuevo, como el altavoz o la cámara de un smartphone, no funciona. En lugar de retirar el dispositivo a la fábrica, el fabricante puede emitir una actualización de firmware sencilla que se pueda descargar e instalar fácilmente a través de Internet. En lo que respecta al software, las actualizaciones suelen incluir actualizaciones de seguridad, además de nuevas características y funcionalidades. Por ejemplo, la actualización del sistema operativo "Sonoma" de Apple incluía nuevas formas para que los usuarios protegieran sus contraseñas, nuevas capacidades de videoconferencia y nuevas funciones de widgets de escritorio, entre otras.      
• Reducción de costes: el firmware y el software ayudan a las empresas de todos los tamaños a reducir sus gastos generales de varias maneras. Un ejemplo es la preconfiguración, en la que las aplicaciones de software adquiridas con un modelo SaaS ya están preconfiguradas cuando se descargan. Todo lo que el usuario debe hacer es aprovisionar un servidor en la nube y la aplicación estará lista para funcionar en unas pocas horas. El SaaS también ayuda a reducir el coste de las licencias, ya que la mayoría de las aplicaciones de un modelo SaaS se encuentran en entornos compartidos o multiusuario.

El firmware y el software son tan parecidos que a menudo se hace referencia a ellos indistintamente. Sin embargo, hay algunas diferencias en la forma en que funcionan que vale la pena considerar al evaluar su idoneidad para un propósito empresarial.

El firmware se instala en un dispositivo durante su fabricación. Principalmente, facilita la comunicación entre el sistema operativo (SO) y el propio dispositivo. La unidad central de procesamiento (CPU) del ordenador, el lugar donde la entrada de datos se transforma en salida de información, recupera el firmware de la memoria del ordenador y lo ejecuta.

Ubicado en la memoria no volátil de un dispositivo, donde el contenido se puede almacenar cuando un dispositivo está apagado, el firmware se puede escribir en varios tipos de memoria diferentes, incluida la memoria de acceso aleatorio (RAM), la memoria de solo lectura (ROM), la memoria de lectura programable borrable solo memoria (EPROM) y memoria flash. A medida que ha aumentado la complejidad de las tareas que debe realizar el firmware, este ha ido adquiriendo algunas de las características del hardware informático, concretamente el uso de memoria flash y un sistema básico de entrada/salida (BIOS).

El firmware suele almacenar datos en la memoria "no volátil" o "de solo lectura" (ROM) de un sistema, también conocida como memoria flash. Este tipo de memoria se utiliza en una amplia gama de dispositivos portátiles, como unidades flash, teléfonos inteligentes, cámaras digitales, ordenadores portátiles y más, y es esencial para el funcionamiento del firmware. Recientemente, la memoria flash ha adquirido algunas de las capacidades que suelen asociarse a los ordenadores.

Por ejemplo, cuando se inicia un ordenador, pasa por una secuencia conocida como sistema básico de entrada/salida (BIOS). El primer firmware que ejecutó una secuencia de BIOS utilizaba un chip ROM, pero ahora los sistemas han pasado a utilizar memoria flash para la BIOS, de modo que los datos se pueden reescribir sin tener que sacar el chip de la placa base y volver a insertarlo una vez reprogramado.

El software contiene instrucciones e información importantes que los ordenadores necesitan para funcionar. Los dos tipos de software, el de aplicaciones y el del sistema operativo, funcionan de forma diferente y tienen propósitos distintos. 

• Software de aplicación: los programas de software de aplicación, también conocidos como aplicaciones, son programas que realizan una función específica, como un navegador web, un editor de fotos o un procesador de textos. Sin embargo, el software de aplicación no puede ejecutarse por sí solo; necesita el sistema operativo (o software de sistema) de un ordenador para funcionar. Con la difusión de Internet, muchas aplicaciones web requieren una conexión a Internet para funcionar, mientras que las aplicaciones que no utilizan Internet pueden iniciarse con el SO del ordenador (como Windows, Mac o Linux).
• Software del sistema operativo o del sistema: el software del sistema operativo o del sistema es una capa de software que se encuentra entre el hardware y el software de aplicación, lo que permite que ambos funcionen correctamente. Los usuarios casi nunca interactúan con el software del sistema, pero siempre está encendido, ejecutándose en segundo plano, mientras utilizan sus aplicaciones favoritas. El software del sistema gestiona el hardware y el software de un dispositivo, lo que ayuda a garantizar que la experiencia de los usuarios sea fluida e ininterrumpida.

Debido a que muchas empresas y clientes dependen del firmware y el software, son objetivos atractivos para los hackers. Los dispositivos de hardware que dependen del firmware tienen muchas vulnerabilidades porque utilizan con frecuencia el mismo código. Los ataques de software, a menudo denominados "malware", son fragmentos maliciosos de código o aplicaciones que pueden dañar los ordenadores o ayudar a los hackers a robar datos confidenciales.

Tanto el hackeo de firmware como de software implican la implementación de código que se ha escrito intencionalmente para dañar el sistema o el usuario de un ordenador. Entre los tipos de malware más populares se incluyen el ransomware, que secuestra los datos del usuario; los troyanos, que evaden la detección haciéndose pasar por programas legítimos; y el spyware, que roba información confidencial sobre el usuario. 

Por ejemplo, en junio de 2024, Google emitió una advertencia de que un problema con el firmware de su Pixel lo hacía vulnerable a los atacantes y que no había una solución conocida para el problema².

Hay muchos ejemplos de firmware y software que desempeñan funciones fundamentales en las operaciones principales de las empresas exitosas. Estos son cinco de los casos de uso empresarial más comunes. 

Los ordenadores personales (PC) dependen del firmware y del software para funcionar. El firmware integrado en un chip de memoria en la placa base del ordenador portátil ayuda al dispositivo a retener los datos críticos mientras está apagado. Además, las especificaciones de la BIOS y de las interfaces de firmware extensibles unificadas (UEFI) sustentan la interfaz de software entre el sistema operativo y el firmware. 

Algunos ejemplos de aplicaciones de software que son críticas para los PC son los programas de procesamiento de datos, las aplicaciones que permiten navegar por internet, las aplicaciones que hacen posible las videoconferencias y otras.

El firmware está integrado en los chips de memoria flash que muchos dispositivos modernos de almacenamiento de datos, como las unidades USB, los discos duros externos y las unidades flash, necesitan para funcionar. 

En lo que respecta al procesamiento y análisis de datos, muchas soluciones populares, como Microsoft Excel, Google BigQuery y la base de datos Db2 de IBM, dependen del software para funcionar correctamente. 

El firmware garantiza que un smartphone se inicie cuando no lo utilice durante mucho tiempo y que los componentes críticos puedan interactuar entre sí de la forma para la que fueron diseñados. 

El software impulsa las numerosas aplicaciones con las que interactúan los usuarios para consultar su correo electrónico, realizar videollamadas, pedir comida, comprobar el saldo de sus cuentas y mucho más.

Los coches diseñados en los últimos 10 años dependen en gran medida del firmware y el software. En los sistemas de automoción se utilizan diferentes tipos de firmware, incluidas las unidades de control del motor (ECU) que optimizan el rendimiento del motor y la eficiencia del combustible. 

El software está detrás del diseño asistido por ordenador (CAD) que ayuda en el proceso de diseño, así como muchas de las características de seguridad más nuevas, como la conducción asistida por cámara y las advertencias de cambio de carril. 

El Internet de las Cosas (IoT) es una red de dispositivos físicos, vehículos, electrodomésticos y otros objetos físicos dotados de sensores, software y conectividad de red que les permite recopilar y compartir datos. El firmware es esencial para muchos casos de uso del IoT, incluidos los electrodomésticos inteligentes, como frigoríficos y sistemas de climatización inteligentes. 

El software sustenta muchas de las aplicaciones más complejas del IoT, como los coches sin conductor, las aplicaciones de ciudades inteligentes, las aplicaciones de energía inteligente y muchas más.

Aunque el firmware y el software comparten muchas similitudes, las empresas que evalúan estas tecnologías para su posible uso deben tener claras también sus diferencias. Muchos dispositivos de hardware dependen del firmware para sus funciones básicas, como el encendido y apagado y la conservación de datos mientras están apagados, y el software es clave para la interacción con el usuario y las aplicaciones empresariales. Comprender cómo ambas tecnologías trabajan juntas, tras bambalinas, para impulsar la innovación es fundamental para liberar su potencial empresarial.