5.2デバイスドライバとファームウェア

組込みソフトウェアはハードウェアと密接に結びついていますが、アプリケーション層のコードが個々のレジスタのビット位置を直接意識し続けると保守性が失われます。デバイスドライバはこの間を取り持つ層であり、ブートローダは電源投入の瞬間からアプリケーションを起動可能な状態まで導く土台です。さらに近年は、出荷後の機器をネットワーク経由で更新するOTA更新が一般化し、更新失敗時に機器を「文鎮化」させない設計が実務上の重大な関心事になっています。

5.2.1デバイスドライバ（レジスタ操作/割込み連携）

• デバイスドライバ＝特定のハードウェア（センサ・通信IC・タイマ等）のレジスタを直接操作し、そのハードウェア固有の手順（初期化シーケンス・データ送受信手順等）をアプリケーション層から見て統一的なインタフェース（関数呼び出し）として提供するソフトウェア層。ハードウェアが変わってもアプリケーション層の呼び出し方を変えずに済むため、移植性と保守性が向上する。
• 多くのドライバは割込みと連携して動作する。例えば通信ICのドライバは、送信要求を受けるとレジスタに書き込んで送信を開始させ、送信完了は割込みハンドラ（ISR）で検知し、ISRから上位に完了を通知する、という設計が一般的。ドライバ設計では「ポーリングで完了を待つか、割込みで通知を受けるか」がCPU使用率とリアルタイム性のトレードオフになる。

5.2.2ブートローダ

• ブートローダ＝電源投入またはリセット直後に最初に実行される小さなプログラムで、最小限のハードウェア初期化（クロック・メモリコントローラ等）を行い、フラッシュ上のアプリケーション本体（ファームウェア）を検証・起動する役割を担う。ブートローダ自体は書き換え頻度を低く保ち、堅牢性を最優先に設計するのが定石。