Lập trình nhúng và kỹ năng cần có của một Embedded System

Sự phát triển của IoT cùng cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 giúp các anh em lập trình viên có thêm một lựa chọn tiềm năng về nghề là ngành lập trình nhúng. Nhu cầu tuyển dụng với mức đãi ngộ cao khiến vị trí lập trình nhúng trở nên hot hơn trong thời gian vừa qua. Bài viết hôm nay chúng ta cùng nhau tìm hiểu xem lập trình nhúng là gì, lập trình nhúng là làm gì và những kỹ năng cần có để làm lập trình nhúng đáp ứng được yêu cầu công việc nhé.

Lập trình nhúng là gì?

Trước tiên chúng ta cần hiểu về hệ thống nhúng – Embedded System; đây là thuật ngữ để nói về một hệ thống có khả năng tự trị được nhúng vào một môi trường hoặc hệ thống mẹ. Một hệ thống nhúng được tích hợp cả phần cứng và phần mềm để giải quyết được các bài toán chuyên dụng trong công nghiệp, tự động hóa, truyền tin,…

Lập trình nhúng – Embedded Programing là loại lập trình để phát triển các ứng dụng hoặc các thành phần bổ trợ, trình điều khiển thiết bị phần cứng nhằm xây dựng, phát triển và quản trị các hệ thống nhúng. Cụ thể, các ứng dụng của lập trình nhúng bao gồm:

• Ứng dụng trong các ngành điện tử, viễn thông, máy tính, ngân hàng,… thông qua các thiết bị sử dụng kết nối với hệ thống lớn tùy theo ngành.
• Ứng dụng trong công nghiệp, tự động hóa với các hệ thống robot hay các dây chuyền sản xuất
• Ứng dụng trong lĩnh vực thiết bị thông minh, smarthome, smartcity,… với các phần cứng kết nối trực tiếp vào mạng Internet hay chúng ta thường nhắc đến là IoT
• Ứng dụng vào các thiết bị điện dân dụng hàng ngày từ máy giặt, tủ lạnh, tivi, điều hòa với các trình điều khiển, kết nối thông minh và tự vận hành.

Lập trình nhúng là làm gì?

Ngành lập trình nhúng có đặc thù khác với lập trình thông thường là việc sẽ thường xuyên làm việc và xử lý cùng phần cứng. Cũng vì thế mà thông thường lập trình nhúng sẽ có 2 hướng đi chính dành cho các lập trình viên gồm:

Phần mềm nhúng

Embedded software là công việc lập trình thực hiện việc phát triển các sản phẩm là ứng dụng, phần mềm để nhúng vào các sản phẩm khác như phần cứng khác hoặc phần mềm hệ thống. Các sản phẩm của phần mềm nhúng gồm trình điều khiển thiết bị (driver), hệ điều hành, phần mềm ứng dụng,…

Công việc của một kỹ sư phần mềm nhúng tương tự như các lập trình viên ngành khác, đó là viết code, test code, viết các tài liệu mô tả cùng việc tham gia vào quá trình triển khai, phát triển, vận hành và bảo trì phần mềm. 

Phần cứng nhúng

Embedded Hardware là công việc liên quan nhiều đến xử lý phần cứng bao gồm từ quá trình thiết kế các loại board mạch, thiết kế PCB (bảng mạch in) đến việc test, xây dựng, lựa chọn linh kiện, sửa chữa, bảo hành. Những ký sư phần cứng nhúng là những người sử dụng tốt các kiến thức về điện tử, hàn mạch, sửa mạch; cùng các kỹ năng sử dụng thiết bị đo lường, máy móc liên quan đến bảng mạch điện tử.

Một số công cụ phổ biến cho lập trình nhúng:

• Cross ToolChains (Linux): trình biên dịch chạy trên Linux
• Keil (Windows): trình biên dịch chạy trên Windows
• Putty.exe: hỗ trợ truy cập Secure Shell

Kỹ năng cần có để làm lập trình nhúng

Để làm được lập trình nhúng, chúng ta cần trang bị kiến thức cả về phần lập trình và hiểu biết về phần cứng. Đối với phần lập trình, ngôn ngữ thường được sử dụng cho lập trình nhúng là C nhờ sự tối ưu dành cho các phần cứng nhỏ gọn của nó. Vì thế bạn nhất thiết phải học lập trình C và đạt level hiểu rõ và sâu về ngôn ngữ này. Ngoài ra là kiến thức liên quan đến hệ thống, về hệ điều hành, về kiến trúc máy tính và các loại cổng giao tiếp, nó sẽ giúp bạn hiểu và xây dựng được các thành phần phần mềm một cách hợp lý. 

Các thành phần cơ bản của hệ thống nhúng bao gồm:

• ROM: chứa chương trình và các dữ liệu cố định
• RAM: lưu chương trình thực thi và dữ liệu tạm
• MCU: bộ xử lý tính toán hệ thống
• Các thiết bị ngoại vi

Nắm vững các thành phần trên sẽ giúp bạn hiểu cách thức phần mềm nhúng hoạt động và những phần mềm mà bạn sẽ xây dựng. Ngoài ra thì bạn cũng nên trang bị tốt kiến thức về cấu trúc dữ liệu và giải thuật vì các phần mềm nhúng luôn cần sự tối ưu do giới hạn phần cứng của nó.

Đối với các kỹ sư làm phần cứng nhúng, kỹ năng quan trọng nhất là thiết kế, xây dựng và sửa chữa các board mạch. Vì vậy bạn cần nhiều kỹ năng về thiết kế, test board mạch cũng như hiểu biết về lựa chọn linh kiện nhằm build-up những bản mạch đáp ứng nhu cầu của hệ thống và dự án.

Lập trình nhúng là một công việc đòi hỏi sự cẩn thận, tỉ mỉ cùng đam mê yêu nghề; ngoài ra kỹ năng đọc hiểu tài liệu tiếng Anh cũng là một đòi hỏi cần thiết.

Kết bài

Qua bài viết này, chúng ta đã cùng nhau trả lời được cho câu hỏi lập trình nhúng là gì, công việc của một lập trình nhúng là làm gì và cần những kỹ năng nào để trở thành một lập trình viên hệ thống nhúng. Đây là một vị trí đang được nhiều công ty, tổ chức tuyển dụng với mức đãi ngộ cao và hấp dẫn. Hy vọng bài viết hữu ích dành cho các bạn và hẹn gặp lại trong các bài viết tiếp theo của mình.