Tìm hiểu về lập trình nhúng

Ngành lập trình nhúng cho đến thời điểm hiện tại đang phát triển vô cùng mạnh mẽ và càng ngày càng phổ biến, thu hút sự chú ý và quan tâm của rất nhiều bạn trẻ. Nếu bạn là một sinh viên điện tử hay sinh viên IT có đam mê về các loại phần cứng, phần mềm, các loại chip hay board mạch và đang có ý định trở thành một lập trình viên hệ thống nhúng chuyên nghiệp, thì hãy theo dõi bài viết dưới đây sẽ giúp tìm hiểu thêm được nhiều thông tin hữu ích cho bạn.

Lập trình nhúng là gì?

Hệ thống nhúng hay lập trình nhúng được ra mắt lần đầu tiên vào năm 1960, đây là một thuật ngữ chỉ một hệ thống có khả năng tự trị được nhúng vào trong một môi trường hay một hệ thống mẹ nhất định. Là các hệ thống tích hợp cả phần cứng và phần mềm để phục vụ các bài toán chuyên dụng trong nhiều lĩnh vực công nghiệp, tự động hóa điều khiển, quan trắc và truyền tin. Đặc điểm của các hệ thống nhúng là hoạt động ổn định và có tính năng tự động hoá cao.

Với sự phát triển mạnh mẽ về khả năng xử lý, hệ thống nhúng đang trở thành một ngành phát triển mạnh mẽ trong lĩnh vực công nghệ thông tin và được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp cũng như trong đời sống.

Các ứng dụng của lập trình nhúng

Hệ thống nhúng được áp dụng vào cuộc sống con người theo nhiều cách thức khác nhau và có mặt trong rất nhiều các sản phẩm điện tử như:

• Cảm biến môi trường như cảm biến nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng, trọng lượng…, cảm nhận bằng tín hiệu điện (máy dò nhiễu điện từ)
• Tác động trở lại môi trường như áp dụng trong còi báo động khi phát hiện khói trong tòa nhà…
• Tốc độ tương tác đáp ứng thời gian thực áp dụng trong hệ thống còi báo hỏa, hệ thống chống trộm trên ô tô…
• Trong các thiết bị gia dụng như tủ lạnh, lò vi sóng, lò nướng…
• Các thiết bị kết nối mạng như router, hub, gateway…
• Trong các thiết bị văn phòng như máy photocopy, máy fax, máy in, máy scan,… Các thiết bị y tế: máy thẩm thấu, máy điều hòa nhịp tim,… Hay trong các máy trả lời tự động
• Áp dụng trong dây chuyền sản xuất tự động trong công nghiệp, robots.

Học lập trình nhúng sau này sẽ làm gì?

Thị trường hệ thống nhúng trên thế giới rất lớn và đang càng ngày càng phát triển mạnh mẽ, vì vậy nhu cầu nhân lực cho ngành này đang ngày một tăng lên. Nếu bạn đang có ý định phát triển bản thân theo hướng lập trình nhúng, bạn có thể tham khảo theo một trong hai hướng sau:

• Embedded software (Hướng phần mềm): Công việc chính của bạn là viết code, test code, viết requirement, tài liệu cho sản phẩm để phát triển các phần mềm cho các sản phẩm nhúng, có thể là web app, desktop app hay mobile app, firmware, OS (hệ điều hành), driver…
• Embedded hardware (Hướng phần cứng): Nếu bạn theo hướng phần cứng, bạn sẽ chuyên thiết kế các board mạch (thiết kế PCB), test board mạch. Với công việc này bạn phải có một kiến thức nhất định về phần cứng và điện tử.

Những kiến thức cần trang bị cho lập trình nhúng

Để có thể trở thành một lập trình viên nhúng chuyên nghiệp, bạn cần phải trang bị cho bản thân những kiến thức và kĩ năng cơ bản sau:

• Đầu tiên bạn phải có kiến thức chuyên sâu về lập trình C/C++, đây là ngôn ngữ quan trọng nhất trong lập trình nhúng.
• Cấu trúc dữ liệu và giải thuật.
• Các loại giao tiếp (protocol) từ cơ bản đến nâng cao UART, I2C, SPI, RS232, JTAG, SATA, PCIE, USB...
• Kiến thức về điện tử: Logic, vi điều khiển, vi xử lý, ADC, TIMER, INTERRUPT…
• Hệ điều hành: Kiến trúc hệ điều hành, nhất là hệ điều hành linux, Real time OS.
• Memory: NOR, NAND, SRAM, DRAM.
• Tiếng Anh: Là một yếu tố rất quan trọng cho công việc của bạn.

Bên cạnh những kiến thức bắt buộc phải có được liệt kê ở trên, nếu bạn theo hướng Embedded software bạn cần phải học thêm về lập trình ứng dụng web app, desktop app hay mobile app, lập trình device driver, Script Perl, Python… và xây dựng môi trường Makefile, Cmake.

Nếu bạn theo hướng Embedded Hardware, bạn sẽ cần trang bị thêm các kiến thức về thiết kế PCB Allegro hay Altium, Design Schematic, Test Board, biết đánh giá và lựa chọn các linh kiện phù hợp cho dự án, biết sử dụng các loại dụng cụ máy đo, có kĩ năng hàn mạch và sửa mạch.