Что такое прошивка стиральной машины?

Разница между микроконтроллером и микропроцессором (сейчас все устройства это микро, но иногда эту приставку упускают для простоты) состоит в том, что микроконтроллер выполняет программный код, как и процессор, но еще и содержит в себе периферийные устройства, таймеры, устройства ввода-вывода (см. рис.).
Т.е. в бытовой технике все центральные микросхемы модуля управления - это микроконтроллеры, а не процессоры, но на разговорном сленге мастеров принято их называть именно процессоры.

Это очень упрощенный и простой пример для понимания содержимого инструкции или программы для микроконтроллера стиральной машины, в реальности весь этот цикл гораздо сложнее и имеет кучу ответвлений и условий, но принцип именно такой.

Со временем люди стали понимать, что в программе можно менять только определенные параметры и, тем самым, улучшать ее или настраивать под другие модели, например можно изменить время ожидания сигнала блокировки с 1 минуты на 30 секунд, чтобы быстрее проинформировать пользователя о необходимости закрыть люк или изменить количество оборотов на отжиме, чтобы белье было более сухим или на оборот снизить их, чтобы подшипники не выходили из строя через 1-2 года эксплуатации.
Заменив эти параметры переменными, мы получим два файла
software.bin (схематично изображен на рисунке)
config.bin содержимое ( X=50об/мин. Y=2 минуты Z=1 минуты )

Теперь можно менять отдельные параметры в файле config.bin и не переписывать всю программу. Таким образом, мы отделили конфигурационные данные (config) от основной программы.
software (SW) – программа для микроконтроллера, описывающая порядок выполнения операций и контроля процесса.
config – часть SW с настройками и параметрами необходимыми для выполнения программы.

Мы специально разделили эти два параметра и дали им два различных определения, чтобы внести наибольшую ясность в понимая процесса программирования, хоть мы и понимаем, что подобное деление не совсем корректное. Как первый, так и второй файл могут называть прошивка, по мимо этого прошивкой могут называть и процесс замены этих файлов памяти процессора.

Понятие «прошивка» берет свое начало еще в 1960 годах, когда применяли магнитные сердечники, сквозь которые продевали провода, определенным образом, делалось это вручную и было очень похоже на прошивку, с тех пор этот термин остался с нами и им теперь называют порой совсем разные вещи. К сожалению, только люди могут обмениваться словами, машины (микроконтроллеры) не понимают ни русского языка, ни любого другого человеческого языка, так как же им рассказать про инструкции (программу), которые им необходимо выполнять?

Для этого есть специальные программы-переводчики (компиляторы), которые переводят «человекопонятную» программу в машинный код, который и выполняет наш процессор, в большинстве своем данный переводчик встроен в среду разработки и является ее частью. Т.е. человек набирает программу, примерно по тому же алгоритму, как мы и говорили ранее, только употребляя допустимые слова и символы на английском языке, а среда разработки выдает на выходе файл, который понимает наш микроконтроллер и может его выполнить.

Обратный процесс перевода (декомпилирование) зачастую либо невозможен вовсе, либо очень трудоемок, но если смотреть внимательно, то можно выявить закономерности и выводить их в понятный вид. Как и в любой программе или цикле, в прошивке могут происходить сбои, вызванные внешними факторами или ошибками (недоработками) внутри программы, при этом содержимое программы может повредиться и приводить к неправильной работе устройства. Чтобы контролировать этот процесс разработчики стали считать байты (информация внутри прошивки) и эту сумму прописывать в саму прошивку, а мастера (например: по ремонту стиральных машин) могут с помощью специальных программ пересчитать эту сумму и сделать вывод о исправности или неисправности прошивки.

Контрольная сумма — это некоторое значение, необходимое для определения исправности прошивки, путем сравнения исходного и посчитанного результата, вычисляется различными алгоритмами и, как правило, состоит из четырехзначного числа в шестнадцатеричном коде.

Также прошивка может состоять из двух областей:
Область неизменных данных - та область, которая учитывается при подсчете контрольной суммы и которая не может изменяться в процессе хранения и выполнения программы.
Изменяемая область данных — часть данных прошивки, которые не учитываются при подсчете контрольной суммы и, как правило, хранящая текущее положение органов управления или статистику ошибок. Эти области могут находиться совместно в одном файле config (например прошивки EVO1 или EVO2 от Ariston/Indesit) или раздельно (как в Arcadia, статистика отдельно от config)