وقتی یک دستگاه دیجیتال روشن می‌شود، چیزی در درون آن فعال است که باعث می‌شود اجزای مختلف با هم هماهنگ شوند و درست کار کنند. این بخش نرم افزاری یا فریمور که داخل حافظه دستگاه قرار گرفته، از همان لحظه روشن شدن وارد عمل می‌شود و قدم به قدم مسیر عملکرد دستگاه را تنظیم می‌کند. بدون این برنامه اولیه، نه پردازنده شروع به کار می‌کند، نه حافظه اطلاعات را ذخیره می‌کند و نه اجزای دیگر می‌توانند فعالیتی داشته باشند. این نرم افزار کوچک اما مهم، در بسیاری از وسایل الکترونیکی وجود دارد؛ از کامپیوتر و گوشی گرفته تا مودم و تلویزیون‌های هوشمند.
در واقع، کاری که این کدها انجام می‌دهند، تنظیم ارتباط بین بخش‌های سخت افزاری و آماده سازی آن‌ها برای شروع کار اصلی است. برای همین، اگر این کدها وجود نداشتند، دستگاه‌ها حتی نمی‌توانستند روشن شوند. برخلاف تصور رایج، برنامه‌هایی که روی نمایشگر ظاهر می‌شوند تنها بخش کوچکی از کل ماجرا هستند. آنچه در لایه‌های پنهان دستگاه قرار دارد، در واقع پایه اصلی عملکرد صحیح سخت افزار است و بدون آن، هیچ کدام از ابزارهای دیجیتال نمی‌توانند فعالیت خود را آغاز کنند. این بخش نرم افزاری که در حافظه دائمی ذخیره شده، یکی از مهم ترین اجزای هر دستگاه دیجیتال است.
فریمور (Firmware) یک برنامه کد نویسی شده است که در حافظه داخلی دستگاه ذخیره می‌شود و از همان لحظه ای که دستگاه روشن می‌شود، کنترل بخش‌های اصلی را در دست می‌گیرد. این برنامه دقیقا میان سخت افزار و نرم افزارهایی که در لایه‌های بالاتر قرار دارند قرار گرفته و وظیفه دارد ارتباط میان آن‌ها را تنظیم کند.
این کد در حافظه‌هایی مانند فلش یا ROM قرار می‌گیرد و مستقیم به قطعات داخلی فرمان می‌دهد. با توجه به نوع دستگاه، ساختار فریمور ممکن است تفاوت‌هایی داشته باشد. در بسیاری از وسایل هوشمند مثل تلویزیون‌ها، یخچال‌ها و مودم‌ها، اگر این کد درست کار نکند، کل عملکرد دستگاه مختل می‌شود. به همین دلیل تولید کنندگان تلاش زیادی می‌کنند تا این کدها بدون خطا اجرا شوند و در صورت نیاز نسخه جدید آن را منتشر کنند.
اغلب برنامه‌هایی که روی سیستم عامل نصب می‌شوند، فریمور مسئول تنظیمات اولیه است. این بخش از همان لحظه روشن شدن دستگاه، وظایف حساسی مانند شناسایی قطعات، بررسی سلامت آن‌ها و راه اندازی اولیه را انجام می‌دهد. برخی افراد به فریمور «برنامه داخلی دستگاه» یا «سخت افزار نرم افزاری» هم می‌گویند، زیرا این کد دقیقا همان چیزی است که سخت افزار را برای شروع به کار آماده می‌کند.
برای نمونه، وقتی یک رایانه روشن می‌شود، مادربرد سرور بلافاصله اولین کد اجرایی را فعال می‌کند. سپس اجزایی مثل کارت صدا، کارت گرافیک یا کارت شبکه بررسی می‌شوند. این کار پیش نیازی است برای این که سیستم عامل بتواند وارد عمل شود. بدون این روند اولیه، هیچ چیزی روی دستگاه اجرا نخواهد شد.
فریمور شکل و ساختار یکسانی ندارد، زیرا هر کارخانه و هر دسته دستگاهی روش خاص خودش را به کار می‌گیرد. ویژگی مشترک همه این گروه‌ها این است که با روشن شدن دستگاه، ابتدا این برنامه کد نویسی شده فعال می‌شود تا مقدمات راه اندازی فراهم گردد. با این حال، می‌توان چند گروه کلی برای اختلاف آن‌ها درنظر گرفت:
در برخی از دستگاه‌ها، برنامه راه انداز در نوعی حافظه ذخیره می‌شود که فقط یکبار قابل نوشتن است. این حافظه، که به صورت دائمی کدها را درون خود نگه می‌دارد، معمولا در دسته ROM قرار می‌گیرد. اگر نیاز به تغییر این کد باشد، تنها راه، تعویض کامل تراشه خواهد بود. دستگاه‌هایی که از این نوع فریمور استفاده می‌کنند، عملکرد آن‌ها اغلب محدودتر است. به همین دلیل، به روزرسانی این سیستم‌ها کار راحتی نیست و بیشتر مواقع امکان اصلاح نرم افزار داخلی آن‌ها وجود ندارد.
نوعی دیگر از برنامه‌های داخلی وجود دارد که می‌توان آن را تغییر داد. این نسخه بیشتر روی حافظه فلش ذخیره می‌شود و این امکان را برای سازندگان فراهم می‌کند تا نسخه‌های جدید کد را در آینده منتشر کنند.
در بسیاری از دستگاه‌ها، کاربران هم می‌توانند با توجه به نیاز خود، فایل جدیدی را دریافت کرده و آن را روی دستگاه نصب کنند. برای نمونه، روترهای اینترنت یا برخی چاپگرهای حرفه ای از این نوع ساختار بهره می‌برند.
بعضی از دستگاه‌ها چند بخش داخلی دارند که هر کدام کار مخصوصی انجام می‌دهند. برای این قطعات جداگانه، برنامه ای جدا نوشته می‌شود که به آن فریمور (Firmware) زیرسیستم می‌گویند. این نوع کد نیز در حافظه فلش قرار دارد و می‌توان آن را تغییر داد. به دلیل ساختار پیچیده این بخش‌ها، شرکت‌های سازنده امکان به روزرسانی برایشان در نظر می‌گیرند. اگر مشکلی در عملکرد شناسایی شود، اصلاح این برنامه از راه نصب نسخه جدید انجام می‌شود تا دستگاه بدون نیاز به تعویض قطعه، دوباره درست کار کند.
در رایانه‌های شخصی، یکی از بخش‌های اصلی مادربرد، برنامه ای به نام BIOS یا UEFI است. هر دوی این‌ها نوعی فریمور به حساب می‌آیند که وظیفه دارند قطعات را در ابتدای روشن شدن سیستم آماده کنند. BIOS نسخه قدیمی تر است و ساختاری ساده تر دارد. در مقابل، UEFI نسخه پیشرفته تری است که ویژگی‌های امنیتی بیشتری دارد و روند آماده سازی سیستم عامل را بهتر مدیریت می‌کند. تفاوت اصلی میان این دو در نحوه راه اندازی و سطح پشتیبانی آن‌ها از فناوری‌های جدید است.
برخی از دستگاه‌های پیشرفته مانند روترهای امروزی یا گوشی‌های هوشمند، تنها یک برنامه اولیه ندارند. این ابزارها اغلب از چند کد جداگانه استفاده می‌کنند که هرکدام مخصوص یک بخش از دستگاه طراحی شده اند. این برنامه‌ها به صورت مجزا برای ماژول‌هایی مثل شبکه، پردازنده یا نمایشگر نوشته می‌شوند و همه این بخش‌ها زیر نظر یک برنامه اصلی فعالیت خود را هماهنگ می‌کنند تا دستگاه عملکرد یکنواختی داشته باشد.
هر وسیله ای که حتی کمی قابلیت پردازش داشته باشد، از برنامه ای داخلی برای کنترل کارایی خود استفاده می کند. این کد پایه در انواع زیادی از ابزارهای الکترونیکی دیده می‌شود. در ادامه به چند نمونه اشاره می‌شود:
در رایانه، همه چیز از مادربرد آغاز می‌شود. تراشه‌ای روی مادربرد حضور دارد که این دستورالعمل‌ها را در اختیار پردازنده قرار می‌دهد. همچنین کارت‌های توسعه مانند کارت گرافیک و کارت شبکه هم برای آغاز به کارشان، دستورالعمل‌های سطح پایینی دارند که بخشی از آن‌ها در تراشه ROM کارت ذخیره شده است.
استفاده از یک تلفن هوشمند بدون وجود فریمور (Firmware) امکان پذیر نیست. زمانی که گوشی را روشن می‌کنید، نخستین کد فعال شده، فریمور اصلی است که قطعاتی همچون دوربین، پردازنده اصلی، صفحه نمایش و حسگرها را شناسایی می‌کند. پس از آن، سیستم عامل در لایه بالاتر وارد فرایند می‌شود. اگر اختلالی در فریمور وجود داشته باشد، ممکن است گوشی همیشه در مرحله راه اندازی بماند یا اصلا روشن نشود.
هارد دیسک‌ها دارای بخشی به نام فریمور هستند که وظیفه کنترل چرخش پلاترها، شناسایی بخش‌های معیوب، زمان بندی عملیات خواندن و نوشتن اطلاعات و همچنین مدیریت خطاهای سخت افزاری را بر عهده دارد. در حافظه‌های SSD نیز این نرم افزار داخلی تصمیم می‌گیرد اطلاعات چگونه توزیع شوند و فرسودگی سلول‌های فلش کنترل گردد. اگر مشکلی در این کد پیش آید، هارد یا SSD از کارکرد عادی خارج می‌شود.
ابزارهای پوشیدنی (مانند ساعت‌های هوشمند یا دستبندهای تندرستی)، کنسول‌های بازی و حتی پرینترها همگی دارای یک بخش داخلی هستند که هنگام روشن شدن، سنسورها و ماژول‌های پردازنده خود را مدیریت می‌کند. چاپگرها برای تبدیل دستورات رایانه به فرمان چاپ از فریمور سود می‌برند. روترها هم نیاز دارند در لحظه بوت، تنظیمات فرکانس بی سیم و درگاه‌های ارتباطی را هماهنگ کنند.
دستگاه‌های شبکه بدون داشتن یک برنامه پایه نمی‌توانند اطلاعات را دریافت یا ارسال کنند. در بخش داخلی روتر یا مودم، فایلی قرار دارد که هنگام روشن شدن، فرکانس امواج و نحوه تشخیص ترافیک را تنظیم می‌کند. همچنین رمزگذاری اطلاعات یا ورود به صفحه مدیریتی تحت اختیار همین لایه است.
وسایلی چون یخچال هوشمند، ماشین لباسشویی اتوماتیک، مایکروویوهای دیجیتال، همه و همه، برنامه اولیه ای دارند تا در سطح سخت افزار، دستگاه روشن شود و روند کاری مناسب آغاز گردد. اگر فرمان‌های کنترلی این بخش مختل شود، چرخه کار دستگاه ناقص می‌ماند.
در کارخانه‌هایی که تجهیزات پیشرفته استفاده می‌شود یا در دستگاه‌های پزشکی که دقت بالایی دارند، برای هر بخش از سیستم، برنامه ای خاص وجود دارد. این کدها ، چه ساده باشند چه پیچیده، از همان لحظه روشن شدن دستگاه، کنترل اجزا را برعهده می‌گیرند. از آنجایی که این ابزارها در محیط‌های حساس به کار می‌روند، شرکت‌های سازنده به طور دوره ای نسخه‌های جدید این کدها را منتشر می‌کنند.
گاهی شرکت‌های تولید کننده فایل‌هایی را در بخش پشتیبانی وبسایت خود منتشر می‌کنند و از کاربران می‌خواهند نسخه جدید برنامه داخلی دستگاه را نصب کنند. این کار دلایل مختلفی دارد:
رعایت برخی نکات امنیتی برای فریمورها ضروری است که شامل:
گاهی ممکن است تصور کنیم هر نرم افزاری که داخل یک دستگاه قرار دارد، شبیه به فریمور عمل می‌کند، اما واقعیت این است که میان افزار (Middleware) جایگاهی متفاوت دارد. فریمور اکثرا در پایین ترین سطح و نزدیک به سخت افزار قرار می‌گیرد، در حالی که میان افزار بین برنامه‌های کاربردی سطح بالا و سیستم عامل یا خدمات زیرساختی قرار دارد.
فریمور از لحظه روشن کردن دستگاه، شروع به کار می‌کند تا مادربرد و سایر قطعات را فعال کند. سپس سیستم امل وظایف اصلی را انجام می‌دهد. اما میان افزار بیشتر در زمینه ارتباط بین برنامه‌ها و سرویس‌های مختلف عمل می‌کند. به عنوان مثال، در یک فروشگاه بزرگ، سیستم ثبت سفارش باید با سیستم انبارداری تبادل اطلاعات داشته باشد و این عملیات توسط میان افزار مدیریت می‌شود.
میان افزار به نرم افزارهای سطح بالا و سیستم‌های مختلف سرویس می‌دهد و وظیفه اصلی آن، تسهیل ارتباط بین آن‌هاست. اما فریمور همانطور که از نامش پیداست، پایه و ریشه ای برای شروع به کار سخت افزار است. بدون فریمور، حتی به مرحله اجرای میان افزار هم نمی‌رسیم.
هنگام روشن شدن دستگاه، فریمور (Firmware) اولین وظایف خود را شروع می‌کند. در ابتدا، کدهای ذخیره شده در تراشه حافظه بارگذاری می‌شوند تا دستورات اولیه به اجزای دستگاه منتقل شود. این مراحل شامل بررسی وضعیت قطعات مختلفی مانند پردازنده، کارت گرافیک یا ماژول‌های ارتباطی است. در صورتی که همه چیز به درستی کار کند، فریمور کنترل را به بخش‌های بالاتر سیستم می‌دهد تا نرم افزارهای اصلی شروع به کار کنند. این روند در انواع مختلفی از دستگاه‌ها وجود دارد. از رایانه های شخصی و مودم های خانگی گرفته تا دوربین های دیجیتال و حتی صفحه نمایش های هوشمند، تمامی این دستگاه ها به نوعی از فریمور استفاده می کنند.
فریمور در حافظه غیر فرار ذخیره می‌شود و از آن طریق به هماهنگی اجزای مختلف دستگاه می‌پردازد. به عنوان مثال، در لپتاپ، بخش BIOS یا UEFI به عنوان شروع کننده فرایند راه اندازی سیستم عمل می‌کند و سپس اطلاعات را به سیستم عامل منتقل می‌کند.
در دستگاه‌های خانگی مانند تلویزیون‌ها و وای فای نیز فریمور وظیفه تنظیم جریان کاری قطعات مختلف را بر عهده دارد. به طور مثال، روشن شدن نمایشگر، همگام سازی کنترل‌های صوتی و تنظیمات ابتدایی توسط فریمور انجام می‌شود. اگر مشکلی در این بخش‌ها پیش بیاید، یکی از راه‌های موثر برای حل آن، به روزرسانی فریمور است. بنابراین، عملکرد صحیح فریمور تاثیر زیادی بر پایداری دستگاه‌ها دارد. علاوه بر این، در برخی مدل‌ها، استفاده از نسخه‌های دستکاری شده فریمور نیز رایج است. این نسخه‌ها می‌توانند محدودیت‌های پیش فرض را کاهش دهند یا ویژگی‌های اضافی به دستگاه اضافه کنند، اما نصب آن‌ها معمولا ریسک‌هایی به همراه دارد.
افرادی که به دنبال ایجاد یک زیرساخت قدرتمند برای مدیریت اطلاعات هستند، می‌توانند خرید سرور HP را در نظر بگیرند. دکتر اچ پی به عنوان یک مرجع قابل اعتماد، امکان خرید انواع قطعات سرور hp را فراهم کرده است؛ از مدل‌های قدیمی تر تا نسخه‌های جدیدتر. علاوه بر این، قطعات نو و استوک نیز در این فروشگاه قابل دسترسی هستند. خریداران می‌توانند مشخصات دقیق هر محصول را مشاهده کرده و مطابق نیاز خود انتخاب کنند.
فریمور یک بخش نرم افزاری پایه، در راه اندازی دستگاه‌های مختلف است. جدا کردن آن از سخت افزار، مثل حذف بخش مهمی از یک سیستم است. برندهای معتبر تلاش می‌کنند نسخه‌های پایدار و ایمن را روی محصولاتشان نصب کنند تا مصرف کننده دغدغه ای نداشته باشد. همچنین، انتشار آپدیت‌های تازه نشان می‌دهد که همیشه جا برای بهبود وجود دارد و بسیاری از کاربران حرفه ای نیز این به روزرسانی‌ها را جدی می‌گیرند.
در دستگاه‌های حساس مثل سرورهای مراکز اطلاعات یا روترهای تخصصی، کوچک ترین خطا در لایه فریمور ممکن است مشکلات بزرگی به دنبال داشته باشد. به همین دلیل پیگیری نسخه‌های جدید و نصب دقیق آن‌ها اهمیت زیادی دارد. از طرفی، اگر فریمور به کد مخرب آلوده شود، شناسایی آن آسان نیست؛ چرا که بیشتر آنتی ویروس‌ها سطح سیستم عامل را بررسی می‌کنند، نه لایه‌های زیرین.
1) آیا فریمور قابل پاک شدن است؟
در حالت کلی، فریمور داخل حافظه ای خاص ذخیره می‌شود که پاک سازی کامل آن کار ساده ای نیست. در برخی دستگاه‌ها امکان نصب نسخه جدید وجود دارد که جای نسخه قبلی را می‌گیرد، اما حذف کامل این کد بدون اینکه برنامه دیگری جایگزین شود، معمولا امکان پذیر نیست. دلیلش هم این است که نبود این نرم افزار پایه، باعث می‌شود دستگاه توان روشن شدن یا اجرای دستورهای اولیه را از دست بدهد. به همین خاطر، حذف یا تغییر فریمور باید با دقت بالا و فقط در شرایط مشخص انجام گیرد.
2) چه تفاوتی میان فریمور هارد دیسک و فریمور مادربرد وجود دارد؟
فریمور هارد دیسک بخشی از نرم افزار داخلی است که وظیفه اش تنظیم عملکرد قطعات مکانیکی و الکترونیکی داخل هارد است. این بخش نحوه ذخیره سازی و بازیابی اطلاعات را کنترل می‌کند و در صورت بروز مشکل در سکتورها، تلاش می‌کند خطاها را شناسایی و مدیریت کند. از طرف دیگر، فریموری که روی مادربرد قرار دارد، هنگام روشن شدن سیستم وارد عمل می‌شود. این بخش پردازنده را فعال می‌کند، وضعیت قطعات اصلی را بررسی کرده و هماهنگی میان آن‌ها را بر عهده می‌گیرد تا رایانه بتواند ب درستی راه اندازی شود..
3) آیا هر دستگاهی که هوشمند است، نیازمند فریمور خواهد بود؟
بله، هر ابزاری که حداقل یک تراشه قابل برنامه ریزی داشته باشد، بخش نرم افزاری درونی دارد. بدون وجود چنین نرم افزاری، سخت افزار نمی‌تواند مراحل ابتدایی روشن شدن یا دریافت دستور را انجام دهد.
4) اگر فریمور به درستی نصب نشود، چه اتفاقی رخ می‌دهد؟
اگر فرایند به روزرسانی ناقص بماند یا فایل مناسب انتخاب نشود، احتمال دارد دستگاه در همان مرحله اول از کار بیفتد. در این مواقع، رفع مشکل نیازمند روش‌های تخصصی یا تعویض تراشه حافظه خواهد بود که کاری زمان بر و پرهزینه است.
