하드웨어와 소프트웨어의 중간적 성격을 가지는 ‘펌웨어(Firmware)’에 대해 설명합니다. 펌웨어는 특정 목적을 가진 기기를 작동시키는 데 필수적인 소프트웨어이며, 주로 ROM이라는 특별한 저장소에 저장됩니다.

1. 펌웨어(Firmware)란?
   • 하드웨어(‘Hard’)와 소프트웨어(‘Soft’)의 중간 성격으로, ‘Firm'(약간 단단한)이라는 단어를 써서 펌웨어라고 부릅니다.
   • 하드웨어에 내장되어 해당 기기의 기본적인 작동을 제어하는 소프트웨어입니다.
2. 펌웨어가 필요한 이유 (컴퓨터 vs 일반 기기):
   • 컴퓨터는 다양한 응용 프로그램을 실행해야 하므로 복잡한 운영체제와 높은 성능이 필요합니다.
   • 프린터, 선풍기, 냉장고, TV 등 특정 목적을 가진 기기들은 컴퓨터만큼 복잡한 기능이 필요 없습니다. 해당 기기의 목적에 맞는 최소한의 기능만 수행하는 소프트웨어만 있으면 됩니다.
3. 펌웨어의 저장소: ROM (Read Only Memory)
   • 이런 기기들은 목적에 맞는 소프트웨어를 **기기 제조 시 지워지지 않는 특별한 저장소(ROM)**에 넣어버립니다.
   • ROM의 특징:
     • 비휘발성: 전원이 꺼져도 데이터가 지워지지 않습니다.
     • 안정성: 자주 껐다 켜도 문제가 발생하지 않고 빠르게 작동합니다.
   • ROM의 초기 형태 (펀치 카드 비유): 과거 펀치 카드에 구멍을 뚫어 0과 1을 영구적으로 기록했던 방식과 유사합니다.
4. ROM의 발전 과정:
   • Mask ROM: 공장에서 제조 단계에서 포토마스크(틀)를 이용해 0과 1을 트랜지스터에 영구적으로 기록합니다. 한 번 만들어지면 내용을 수정할 수 없습니다. 대량 생산에 적합하지만 수정이 불가능하고 마스크 제작 비용이 비쌉니다.
   • PROM (Programmable ROM): 사용자가 단 한 번 프로그램을 기록할 수 있는 ROM입니다. ‘롬 라이터’라는 장비로 높은 전압을 가해 내부의 퓨즈(연결선)를 끊는 방식으로 1을 0으로 만듭니다. (초기 상태는 모두 1). 마스크 ROM보다 유연하지만, 역시 수정은 불가능합니다.
   • EPROM (Erasable PROM): **자외선(UV)**을 쬐어 기록된 내용을 지우고(모든 비트를 1로 복구) 여러 번 다시 기록할 수 있는 ROM입니다. 개발 과정에서 유용했지만, 지우려면 특수 장비가 필요하고 시간이 오래 걸립니다. (칩 가운데 창문이 있는 것이 특징)
   • EEPROM (Electrically Erasable PROM): 전기 신호를 이용하여 기록된 내용을 지우고 다시 기록할 수 있는 ROM입니다. 자외선이 필요 없어 훨씬 간편하며, 현재 가장 널리 쓰이는 **플래시 메모리(Flash Memory)**가 이 EEPROM의 일종입니다. (지우는 속도 느림, 기록 횟수 제한 있음)
5. 펌웨어 업데이트:
   • EEPROM/플래시 메모리 기술 덕분에, 사용자가 인터넷 등을 통해 **새로운 버전의 펌웨어를 다운로드하여 직접 설치(업데이트)**하는 것이 가능해졌습니다.
   • 이를 통해 기기의 성능 개선, 오류 수정, 새로운 기능 추가 등이 가능합니다. (예: 스마트폰 OS 업데이트, 공유기 펌웨어 업데이트)
6. 펌웨어의 중요성 및 특징:
   • 펌웨어는 해당 기기를 작동시키는 작은 운영체제와 같습니다.
   • 펌웨어가 잘못되거나 손상되면 기기가 제대로 작동하지 않거나 ‘벽돌'(먹통) 상태가 될 수 있습니다.
   • 소프트웨어처럼 쉽게 수정하기는 어렵지만(특히 초기 ROM), 하드웨어처럼 완전히 고정된 것도 아닌 중간적인 특징을 가집니다.
7. 장치 드라이버(Device Driver)와 펌웨어:
   • 장치 드라이버는 운영체제가 특정 하드웨어를 인식하고 제어할 수 있도록 돕는 소프트웨어입니다 (컴퓨터에서 사용).
   • 펌웨어는 기기 자체에 내장되어 기기를 작동시키는 소프트웨어입니다.
   • 결국 장치 드라이버도 펌웨어를 통해 해당 기기를 제어하게 됩니다. 기기는 펌웨어 없이 작동 불가능하지만, (컴퓨터에 연결되지 않는다면) 장치 드라이버 없이도 작동할 수 있습니다.
8. 컴퓨터의 펌웨어 (BIOS/UEFI):
   • 컴퓨터에도 펌웨어가 있습니다. 대표적으로 바이오스(BIOS) 또는 최신 규격인 UEFI가 있습니다.
   • 컴퓨터 전원을 켜면 가장 먼저 실행되어 하드웨어들을 점검하고 초기화한 뒤, 저장 장치(HDD, SSD 등)에서 운영체제를 찾아 실행시키는 역할을 합니다. 운영체제가 설치되지 않은 컴퓨터도 전원을 켜면 BIOS/UEFI 화면까지는 진입할 수 있습니다.

펌웨어는 하드웨어와 소프트웨어의 특징을 모두 가진 중요한 요소로, 특정 목적을 가진 기기의 기본적인 작동을 담당합니다. ROM 기술의 발전에 따라 수정 및 업데이트가 가능해졌으며, 기기의 성능과 기능을 유지하는 데 핵심적인 역할을 합니다.