Lập trình nhúng là gì? Tại sao ngành lập trình nhúng lại hot đến như vậy?

Lập trình nhúng là một thuật ngữ lập trình để chỉ một hệ thống có khả năng tự trị, nó được nhúng vào trong một môi trường hay một hệ thống mẹ nào đó. Đó là các hệ thống tích hợp cả phần cứng và phần mềm.

Mục đích chủ yếu là để phục vụ các bài toán chuyên dụng trong nhiều lĩnh vực công nghiệp, tự động hóa điều khiển, truyền tin. Hệ thống nhúng thường được thiết kế để thực hiện một chức năng chuyên trách, riêng biệt nào đó.

Vì lập trình này chỉ được xây dựng cho một số nhiệm vụ nhất định nên các người tạo lập có thể tối ưu hóa nó nhằm tối thiểu kích thước và chi phí. Hệ thống nhúng rất đa dạng, phong phú về chủng loại.

Các thành phần cơ bản trong hệ thống 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…

• 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.

>>> Tham khảo ngay: 10 Cách học lập trình hiệu quả nhất, kinh nghiệm của người thành công

• Cross ToolChians ( Linux): Là trình biên dịch của AT91SAM sẽ chạy được trên môi trường Linux
• Keil (Windows): Chạy trên môi trường Windows lập trình cho các dòng ARM (ví dụ STM32F4xx..)
• Putty.exe(Windows): Là chương trình giúp hỗ trợ lập trình truy cập  Secure Shell qua qua đường Ethernet hoặc qua 2 chuẩn RS232.

Lập trình nhúng là một ngành rất rộng, dể dễ hiểu, tuy nhiên chúng ta có thể chia lập trình nhúng thành 2 hướng  đi như sau:

Embedded software

Bạn sẽ là một developer (lập trình viên) đúng nghĩa, và có thể phát triển trở thành một lập trình viên giỏi, bạn sẽ cùng với đội nhóm của mình, phát triển các sản phẩm phần mềm cho các sản phẩm nhúng, có thể là application (web, desktop hay mobile app), firmware, OS (hệ điều hành), driver, vv.

Công việc của bạn là viết code, test code, viết requirement, document cho sản phẩm.

Embedded hardware

Bạn sẽ là một người chuyên thiết kế board mạch hay còn gọi là thiết kế PCB, test board mạch. Công việc này đòi hỏi bạn phải rất giỏi về phần cứng và điện tử.

Mỗi project mà bạn tham gia trong công ty sẽ có một process nhất định mà buộc bạn phải làm quen trước khi nhận task và hoàn thành nó. Nhưng bạn hãy yên tâm, bạn chắc chắn sẽ làm được việc.

5.1 Những kiến thức cơ bản bắt buộc

• Học lập trình C: bạn cần học C đến mức chuyên gia, đây là ngôn ngữ quan trọng bật nhất trong lập trình nhúng.
• Tiếng anh: ít nhất bạn phải đọc được tài liệu chuyên ngành kĩ thuật, nhất là datasheet.
• Kiến thức về điện tử: các kiến thức về logic, vi điều khiển, vi xử lý, ADC, TIMER, INTERRUPT, vv.
• Các loại giao tiếp (protocol): UART, I2C, SPI, RS232, JTAG,… (nâng cao: SATA, PCIE, USB, CAN, MOST).
• Hệ điều hành: kiến trúc hệ điều hành, kiến trúc máy tính, nhất là hệ điều hành linux.
• Cấu trúc dữ liệu và giải thuật: là chuyên gia phần cứng, bạn cũng phải code, đã code thì phải có giải thuật!
• Memory: NOR, NAND, SRAM, DRAM, vv.
• Hệ điều hành thời gian thực (Real time OS).

>> List sách học lập trình C bằng tiếng Việt tuyệt hay dành cho các nhà lập trình viên xuất sắc

5.2 Những kiến thức chuyên ngành

Embedded software

• Lập trình ứng dụng (application): C++, Java.
• Lập trình device driver (dùng ngôn ngữ C).
• Lập trình Android, lập trình web (basic).
• Scrip: Perl, Python, đặt biệt là Shell script trên linux.
• Cấu trúc dữ liệu và giải thuật cực tốt.
• Xây dựng môi trường (build environments): Makefile, Cmake.

Embedded hardware

• Thiết kế PCB: Allegro hay Antium.
• Design schematic: bạn cần có kiến thức điện tử thật tốt để làm việc này.
• Test board: sau khi đã thiết kế xong, bạn cần phải biết test board.
• Review, đánh giá và lựa chọn linh kiện cho dự án sao cho tối ưu.
• Sử dụng các loại dụng cụ máy đo.
• Kĩ năng hàn mạch, sửa mạch (nếu bạn là Freelancer).

Hy vọng sau bài viết bạn đã có thể hiểu thêm về lập trình nhúng là gì cũng như những cơ hội và định hướng nghề nghiệp và các khóa học lập trình bạn có thể tham khảo trong tương lai. Chúc các bạn thành công!