Lập trình nhúng là gì? Kỹ thuật lập trình nhúng căn bản bao gồm những kiến thức và kỹ năng ra sao? Hiện nay ngành kỹ thuật nhúng có còn phổ biến tại Việt Nam hay không? Hãy cùng theo dõi bài viết nhé. 

1. Lập trình nhúng là gì?

Lập trình nhúng là gì?

Lập tình nhúng là một thuật ngữ chỉ một hệ thống có khả năng tự trị, chúng được nhúng trong một môi trường hay một hệ thống mẹ nào đó.

Hệ thống này sẽ bao gồm cả phần cứng lẫn phần mềm với mục đích giải các bài toán trong nhiều lĩnh vực công nghiệp, tự động hóa, truyền tin,… với chức năng riêng biệt được thiết kế riêng.

Tùy thuộc vào yêu cầu, tính chất mà có một số hệ thống sẽ đòi hỏi sự ràng buộc nhằm đảm bảo tính ứng dụng và độ an toàn. Hoặc có những hệ thống không yêu cầu sự chặt chẽ thì có thể đơn giản hóa.

Hệ thống nhúng có tính chất chuyên biệt và thường được sản xuất với số lượng lớn nên phải tối ưu hóa để giảm thiểu kích thước cũng như chi phí sản xuất.

2. Thành phần cơ bản của lập trình nhúng

Thành phần cơ bản của lập trình nhúng

ROM: Chứa chương trình, các dữ liệu được fix hoặc các constant data. Hiện nay, đa số các hệ thống đều sử dụng EEPROM hoặc FLASH để thay cho ROM bởi chúng có khả năng ghi xóa, update chương trình mới.

RAM: Lưu chương trình thực thi và các biến tạm.

MCU: Là bộ xử lý tính toán trung tâm.

Ngoài ra, còn có các ngoại vi như ADC, DAC, các khối giao tiếp UART, I2C…

3. Lập tình nhúng hoạt động như thế nào?

Lập tình nhúng hoạt động như thế nào?

Về cơ thì để tạo ra một chương trình hay một tập lệnh hoạt động được trên một vi xử lý thì chúng ta sẽ cần đến nhiều ngôn ngữ lập trình khác nhau.

Tùy vào mỗi mục đích dùng khác nhau mà bạn có thể cân nhắc cho hợp lý nhất. Và các ngôn ngữ này phải đáp ứng được một số yêu cầu nhất định hay các nhà phát triển phải đáp ứng được chúng thì mới có thể áp dụng chúng lên vi xử lý.

  • Tốc độ: những tập lệnh, chương trình trên vi xử lý phải đủ nhanh. Bởi chúng hoạt động dựa vào yếu tố phần cứng, nên nếu như quá chậm sẽ ảnh hưởng chung đến toàn hệ thống.
  • Càng đơn giản càng tốt: các chương trình trên vi xử lý phải đơn giản nhất có thể, để dễ dàng tìm ra lỗi cũng như nâng cấp. Bởi qua mỗi thế hệ thì các vi xử lý không chỉ cần phải nâng cấp mà còn phải tương thích với toàn hệ thống nên sự tối giản là rất cần thiết.

Sau khi những chương trình hay tập lệnh này được lập trình xong thì chúng sẽ được nạp vào bộ vi xử lý. Sau đó sẽ có một đội ngũ kiểm tra riêng về sự ổn định của chúng khi chạy trên hệ thống và cuối cùng là xuất xưởng vi xử lý đó.

Hiện nay có khá nhiều ngôn ngữ cho lập trình nhúng như ngôn ngữ C, Python, Rust hay Assembly…. đây đều là những ngôn ngữ được sử dụng nhiều trong lập trình nhúng bởi sự tương thích hệ thống, tính gọn nhẹ và khả năng tùy biến cao.

4. Sự khác nhau giữa lập trình nhúng và lập trình ứng dụng thông thường?

Lập trình nhúng thực chất là khác so với những lập trình ứng dụng thông thường. Một vài yếu tô cho bạn thấy rõ điều đó như:

  • Lập tình ứng dụng để tạo ra các phần mềm và ứng dụng chạy trên các hệ điều hành như Windows, MacOS hay Linux hoặc IOS/Android. Trong khi đó lập trình nhúng hoạt động độc lập trên nền tảng phần cứng và không cần hệ điều hành điều khiển.
  • Hệ thống nhúng bao gồm những con chip rất nhỏ, vậy nên các tài nguyên như RAM, ROM thường rất ít.
  • Với lập trình nhúng thì 1MB RAM đã là một con chip khá mạnh rồi => vậy nên việc tối ưu code là vô cùng quan trọng trong lập trình nhúng. Bạn sẽ phải tối ưu đến từng dòng code.
  • Còn lập trình ứng dụng thông thường sẽ được chạy trên các hệ điều hành như mình đã nói ở trên, nên tài nguyên phần cứng (như RAM, ổ cứng…) có dung lượng rất lớn, toàn tính bằng GB (4GB, 6GB, 8GB…).

Vậy nên, với lập trình ứng dụng thông thường thì họ không quá quan tâm đến độ dài của các dòng code, mà quan trọng nhất, cái mà họ quan tâm chính là yêu cầu/ chức năng của chương trình đó là gì.

5. Ứng dụng của lập trình nhúng

Ứng dụng của lập trình nhúng

Hiện nay, hệ thống nhúng có mặt trong rất nhiều các sản phẩm, lĩnh vực gần gũi với đời sống của con người như:

  • Hệ thống định vị toàn cầu, vệ tinh, dẫn đường trong không lưu
  • Thiết bị kết nối mạng như Gateway, Hub, Router,…
  • Thiết bị y tế: Máy điều hòa nhịp tim, máy thẩm thấu,…
  • Thiết bị văn phòng như máy in, scan, fax, photocopy,…
  • Thiết bị gia dụng như lò nướng, vi sóng, tủ lạnh,..
  • Máy trả lời tự động, dây chuyền sản xuất tự động trong robots, công nghiệp,…

Trong các ngành máy tính, điện tử, viễn thông ngân hàng …. Hệ thống nhúng được sử dụng rộng rãi

Hệ thống nhúng được tích hợp cả phần mềm và phần cứng, tích hợp được 1 thiết bị lập trình như vi xử lý.

Hệ thống nhúng và PC, thiết bị cầm tay PDA có sự khác biệt là do sự thiết kế để chuyên biệt hóa chức năng cụ thể nhằm tăng chất lượng cho hệ thống giảm thiểu giá thành.

6. Kỹ thuật lập trình nhúng căn bản

Kỹ thuật lập trình nhúng căn bản

Kiến thức cơ bản về lập trình

Ở mỗi vị trí công việc, những kỹ sư lập trình nhúng sẽ có những yêu cầu về mặt kỹ thuật và kiến thức riêng, để có thể đáp ứng được cho công việc.

Dưới đây là những kiến thức căn bản nhất mà đối với một kỹ sư lập trình nhúng cần có:

  • Ngôn ngữ lập trình: thành thạo về C/C++.
  • Kiến thức điện tử: kiến thức về vi điều khiển, vi xử lý, kiến thức về logic, chip, ADC, INTERRUPT, TIMER,…
  • Các loại giao tiếp: I2C, SPI, JTAG, UART, RS232 hay một số loại giao tiếp nâng cao như CAN, USB, SATA, MOST, PCIE,…
  • Hệ điều hành: Linux, hệ điều hành thời gian thực.
  • Memory: DRAM, NAND, NOR, SRAM,…
  • Khả năng nghe và đọc hiểu tài liệu tiếng Anh, về những tài liệu chuyên ngành.

Kiến thức chuyên ngành của lập trình nhúng

Embedded software

  • Ngôn ngữ lập trình: C++, Java.
  • Lập trình Android, web
  • Scrip: Shell script, Perl, Python.
  • Am hiểu cấu trúc dữ liệu và giải thuật tốt.
  • Xây dựng môi trường: Makefile, Cmake.

Embedded hardware

  • Thiết kế PCB, bao gồm Allegro hoặc Antium.
  • Kiến thức điện tử
  • Thực hiện test board sau khi đã thiết kế xong
  • Phân tích, đánh giá để lựa chọn các linh kiện cho dự án
  • Thành thạo các loại dụng cụ máy đo
  • Có kỹ năng về sửa và hàn mạch

7. Cơ hội làm việc ngành lập trình nhúng tại Việt Nam

Ở trong thời đại công nghệ phát triển như hiện nay thì ngành lập trình luôn là những ngành nghề hấp dẫn. Luôn có sức hút đối với những bạn trẻ nhưng để đáp ứng được công việc thì không phải ai cũng làm được.

Hiện nay nhu cầu tuyển dụng lập trình nhúng rất cao bởi nguồn nhân lực cho ngành phần mềm rất khan hiếm. Tính chất công việc đặt ra yêu cầu cao về mặt kiến thức và kỹ năng.

Nếu như bạn có đủ năng lực và sẵn sàng với công việc này, thì cơ hội làm việc vô cùng rộng mở. Đặc biệt trong tương lai, nghành nghề này còn đem lại nhiều hấp dẫn hơn nữa.

Cơ hội làm việc ngành lập trình nhúng tại Việt Nam

Hiện tại đối với ngành lập trình nhúng sẽ có hai hướng đi như sau:

Embedded software

Bạn sẽ là một developer đúng nghĩa với công việc là viết code, test code, viết requirement, document cho sản phẩm.

Bạn có thể cùng với đội nhóm của mình phát triển các sản phẩm phần mềm cho các sản phẩm nhúng. Có thể lá application ( web, desktop, mobile app), firmware, OS, driver,…

Embedded hardware

Bạn sẽ làm những công việc của một người chuyên thiết kế board mạch hay còn gọi là thiết kế PCB, test board mạch. Đòi hỏi phải giỏi về phần cứng và cả về điện tử.

 >>> Xem thêm: Ngôn ngữ lập trình là gì? có mấy loại ngôn ngữ lập trình?

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai.

Hotline : 0869.01.60.60