固件和微码到底啥区别

固件和微码到底啥区别

       话说微码这个词，真是高格调。冬瓜哥刚入行的时候，经常听到I系工程师们的口头禅“升级微码”。当时觉得真是牛啊，啥叫微码？微码和固件又是啥关系？别说，冬瓜哥当年还真请教过这些现在已经是老一代的工程师这个问题，但是当时他们也不清楚具体区别，因为在那个时代，能够按照厂商说明书部署配置产品已经是至高格调了，你让他去把底层了解清楚，未免有点强人所难。但是这个问题一直在冬瓜哥脑子里作为一个遗留问题而存在，不搞清楚就总不踏实。还好，经过这些年来的学习，总算弄清楚了。

         固件一般指运行在Host内非主CPU上的其他部件中的可执行机器码，其可以是裸程序，也可以是操作系统+程序。如果是后者的话，OS可以是Linux这种，也可以是一些实时操作系统（Realtime OS，RTOS）。“非主CPU的其他部件”，典型比如IO HBA卡比如SCSI、SAS、FC卡，以及以太网卡、显卡、光驱、硬盘。这些设备内，都会有一个或者多个嵌入式CPU核心在运行固件从而发挥作用。这些设备所处理的指令逻辑还是比较复杂的，比如解析SCSI指令，用CPU+固件来完成就具有最高的灵活性，虽然也可以将解析工作固化成纯数字电路译码器，但是其灵活性会大大降低，一旦有bug，就无法解决。

         而微码这个词，泛指那些比固件的代码逻辑量级更低的代码，比如典型案例：鼠标/键盘内部其实也有一个小CPU，但是由于其运行的代码逻辑太过简单，而且指令集都是私有的，条数很少，所以其硬件相当简单，但是这并不妨碍其仍然属于CPU，只不过是一种MCU（MicroControl Unit，微控制单元）。比如鼠标的MCU就负责接收各种按键的信号，并根据信号从ROM中保存的码表提取编码，并通过驱动USB接口控制器将编码数据传送到Host端的USB控制器，这套流程也需要一个极为简单的程序来处理，这个程序就叫做微码。同理，键盘上的MCU也负责接收按键信号，并通过USB控制器传给Host。

        再比如Raid卡内部，除了主控CPU运行固件之外，还有控制后端SAS通路的SAS控制器模块，其中内含一个MCU，也是可编程的，运行着响应SATA盘独特逻辑的代码，将其翻译成SAS逻辑，对上位体现为SAS盘。这里运行的代码也属于微码。

         所以，固件的量级比微码更大，微码多运行在MCU这种极度轻量级的CPU上，而固件则运行在稍微重一些的CPU上，OS则运行在更加重量级的CPU比如服务器CPU上。它们一个比一个强大，处理的逻辑也是一个比一个复杂。

         你可能不知道，DDR SDRAM，NANDFlash颗粒内部，也有MCU，只不过多数产品其运行逻辑已经被写死在了硬件电路中，用纯电路来实现译码，但是不排除有些留有可编程后门的产品，依然采用了微码的方式来运行，此时就可以用私有指令对微码进行升级。

         对于小型机、高端存储系统等，工程师们常挂嘴边的“升级微码”，其实是说连固件带微码一起升级，因为厂商每次发布新版本时，基本会将固件和微码一起发布，升级的时候也是使用一些预先规定好的流程，将对应的固件和微码一同升级到对应部件上。“升级微码”比“升级固件”显得门槛更高，所以为了彰显格调，工程师们，尤其是大厂工程师就选择了后者。