软件固化通常指的是将程序代码烧写到非易失性存储器中，使其在设备上电后能够自动运行，且用户无法轻易修改。这个过程在多种场景中都有应用，包括但不限于嵌入式系统、PC主板BIOS、FPGA配置等。

常见的软件固化场景

PC主板BIOS

BIOS是计算机启动时加载的第一段代码，存储在主板上的非易失性存储器（如闪存）中。

用户无法直接修改BIOS中的内容，因此这部分代码被认为是固化的。

嵌入式系统

嵌入式系统的软件通常在出厂前就被固化在芯片上，以实现产品的特定功能。

这种固化过程使得设备在出厂后能够直接运行，无需用户进行额外的软件安装或配置。

FPGA配置

FPGA（现场可编程门阵列）的配置文件需要烧写到FPGA的Flash存储器中，以实现上电自启动。

这个过程通常通过专用的工具（如Vivado）来完成，生成并烧写配置文件。

通信协议实现

实现通信协议的软件通常固化在特定设备的ROM中，如微机主板、IDE卡、网卡或MODEM卡。

这种固化方式确保了通信协议在设备中的稳定运行，且不易被篡改。

软件固化的步骤

确定固化内容

选择哪些代码或数据需要固化，通常是一些成熟且不会频繁更改的代码。

确定ROM的大小和需要存放的代码及数据的大小。

生成固化文件

将需要固化的代码和数据转换为适合烧写的二进制文件，如.bin文件。

在设计阶段，软件工程师通常在RAM中模拟ROM，完成固化文件的生成。

烧写固化文件

使用专用的烧写工具将生成的二进制文件烧写到非易失性存储器中。

例如，在FPGA开发中，通过Vivado软件生成并烧写配置文件。

验证固化结果

烧写完成后，通过测试验证固化后的程序是否按预期工作。

确保设备在上电后能够正确加载并执行固化的程序。

结论

软件固化是将程序代码烧写到非易失性存储器中，以实现设备的自动运行和防止用户修改。这个过程在PC主板BIOS、嵌入式系统、FPGA配置和通信协议实现等场景中广泛应用。通过确定固化内容、生成固化文件、烧写固化文件和验证固化结果等步骤，可以完成软件固化。