Lập trình nhúng là gì? Học lập trình nhúng sau ra làm gì?

Lập trình nhúng là gì? Đó đều là câu hỏi mà nhiều người quan tâm tới lĩnh vực này đang đặt câu hỏi cho việc học về loại lập trình này. Hiểu được điều đó nên FPT Aptech đã tổng hợp lại những thông tin cần thiết về lập trình nhúng cũng như sự ứng dụng trong cuộc sống hiện đại ngày nay. Hãy cùng tìm hiểu với Aptech để có câu trả lời cho mình nhé!

Khái niệm

Đây là một lĩnh vực trong lập trình máy tính. Nó là còn là một thuật ngữ lập trình để biểu thị một hệ thống có khả năng tự trị được nhúng vào trong một môi trường hay một hệ thống lớn nào đó (hay còn gọi là môi trường/hệ thống mẹ).

Hệ thống tích hợp về cả phần cứng lẫn phần mềm với mục đích giải quyết được các bài toán chuyên dụng đa dạng lĩnh vực như: tự động hóa, truyền tin, công nghiệp,… Hệ thống nhúng thường được thiết kế để thực hiện một chức năng nhất định, riêng biệt.

Các thành phần

• ROM: chứa chương trình, các constant data hoặc dữ liệu đã được fix.
• RAM: lưu các chương trình thực thi và biến tạm
• MCU: đây là bộ xử lý toán trung tâm
• Ngoài ra lập trình nhúng còn có các bộ phận khác như: ADC, DAC, các khối giao tiếp UART, I2C,…

Tính ứng dụng

• Hiện nay hệ thống nhúng có mặt ở trong nhiều sản phẩm rất gần gũi với đời sống con người như: máy điều hòa nhịp tim, máy in, máy photocopy, lò nướng, tủ lạnh,….
• Hệ thống nhúng được sử dụng rộng rãi ở trong các ngành như: máy tính, điện tử, viễn thông ngân hàng,…
• Hệ thống nhúng tích hợp cả phần cứng và mềm, tích hợp được một thiết bị lập trình như vi xử lý
• Hệ thống nhúng với  thiết bị tay cầm PDA có sự khác biệt do thiết kế để chuyên biệt các tính năng cụ thể nhằm mục đích cải tiến chất lượng hệ thống và tối ưu chi phí.

Các ngôn ngữ lập trình phổ biến trong lập trình nhúng

Có nhiều ngôn ngữ được sử dụng để phát triển các ứng dụng nhúng. Các ngôn ngữ phổ biến nhất là ngôn ngữ C/C++ và ngôn ngữ Python. Ngôn ngữ C/C++ được sử dụng nhiều trong lập trình các thiết bị nhúng như vi điều khiển và các hệ thống nhúng nhỏ. Còn với ngôn ngữ lập trình Python thì được sử dụng phổ biến dựa trên các thiết bị như Raspberry Pi, Arduino và các thiết bị thông minh.

Các công cụ hỗ trợ

• Cross Toolchains: Trình biên dịch được của AT91SAm được chạy trên môi trường Linux
• Keil (Windows): Lập trình cho các dòng ARM và được chạy trên môi trường Windows
• Putty.exe (Windows): Chương trình hỗ trợ lập trình truy cập Secure Shell qua qua đường Ethernet hoặc qua 2 chuẩn RS232

Học gì để trở thành kỹ sư lập trình nhúng?

Để trở thành một kỹ sư lập trình nhúng chuyên nghiệp bạn cần phải trang bị cho bản thân những kiến thức cơ bản và kỹ năng về lập trình, sau đó bổ sung kiến thức chuyên sâu để nâng cao trình độ. Dưới đây là những kiến thức mà bạn cần trang bị để trở thành một kỹ sư lập trình nhúng:

Các kiến thức cơ bản về lập trình

• Ngôn ngữ lập trình: Bạn cần bắt đầu từ việc học ngôn ngữ lập trình cơ bản như: ngôn ngữ C hoặc ngôn ngữ C++. Đây đều là những ngôn ngữ thông dụng thường được sử dụng trong Embedded software
• Kiến thức về điện tử: Các kiến thức về logic, vi điều khiển, vi xử lý, ADC, TIMER, INTERPUT,…
• Kiến thức về các khối giao tiếp: UART, I2C, SPI, RSS232, JTAG,… Nâng cao hơn có thể tìm hiểu thêm về khối SATA, PCIE, USB, CAN, MOST.
• Hệ điều hành: Hiểu rõ được các cấu trúc của một hệ điều hành, kiến trúc chính xác của một máy tính, đặc biệt là hiểu rõ về các vấn đề liên quan của hệ điều hành Linux.
• Cấu trúc dữ liệu và giải thuật: Đây là kiến thức bạn cần nắm rõ để có thể hiểu rõ về code thì khi lập trình làm code mới chính xác.
• Bổ sung kiến thức về các hệ điều hành thực (Real time OS)
• Kiến thức về Memory: NOR, NAND, SRAM, DRAM, …
• Kỹ năng đọc hiểu Tiếng Anh: Đây được cho là một trong những kỹ năng một lập trình giỏi cần phải có để có thể đọc hiểu được các tài liệu chuyên ngành cũng như đọc được datasheet.

Các kiến thức chuyên ngành

Kỹ sư lập trình nhúng muốn trình độ được nâng cao cần phải học thêm các kiến thức về Embedded software và Embedded hardware, Internet of Thing

Embedded Software

• Học về lập trình ứng dụng: C++, Javascript, Android, Website
• Dùng ngôn ngữ lập trình C để học lập trình device driver
• Học về Script: Perl, Python và Shell script trên hệ điều hành Linux
• Học về cấu trúc dữ liệu và xây dựng môi trường (build environment) Makefile, Cmake

Embedded Hardware

• Học thiết kế PCB: Altium và Allegro
• Học kỹ lưỡng kiến thức điện tử để có thể Design Schematic tốt
• Học Test Board để có thể tes sau khi thiết kế
• Học cách review, đánh giá và chọn những linh kiện sao cho tối ưu nhất.
• Học cách dùng các loại máy đo
• Học cách hàn mạch và sửa mạch

Internet of Thing và bảo mật IoT

• Học các kiến thức về network (mạng): wifi, bluetooth, RF, giao thức, cellular,…
• Tìm hiểu và nắm rõ được cách hoạt động của máy chủ Web (web server)
• Hiểu rõ về Cload cũng như cách quản lý và điều khiển từ xa
• Học cách bảo mật thiết bị IoT

Cơ hội nghề nghiệp

Thời đại công nghệ đang trên đà phát triển mạnh, ngành lập trình này đang là ngành hot trong lĩnh vực lập trình. Vì vậy, cơ hội việc làm của ngành này rất rộng mở, nhiều tiềm năng. Cơ hội thăng tiến trong ngành này rất rộng mở nhưng đồng nghĩa với việc bạn cần mở rộng kiến thức, tích lũy thêm nhiều kinh nghiệm.

Công việc trong ngành này cũng rất đa dạng. Bạn có thể là một Developer giỏi kết hợp với nhóm phát triển các sản phẩm phần mềm cho sản phẩm nhúng. Bạn sẽ được làm các công việc như viết code, test code, viết requirement, document cho sản phẩm. Bên cạnh là một Developer thực thụ thì bạn cũng có thể là một nhà thiết kế về bo mạch, làm việc liên quan đến phần cứng và các linh kiện điện tử

Tổng kết

Nền công nghiệp hiện đại đang trên đà phát triển mạnh để hướng tới nền công nghiệp 5.0, nơi mà IoT sẽ lên ngôi mở ra cơ hội làm việc lớn cho các kỹ sư lập trình nhúng. Hãy lựa chọn cho mình một hướng đi đúng đắn trên con đường trở thành một kỹ sư lập trình

Hy vọng bài viết trên FPT Aptech đã đem lại cho các bạn những kiến thức hữu ích về lập trình nhúng cũng như giúp các bạn hiểu rõ hơn về công việc của một kỹ sư lập trình. Ngoài ra nếu như bạn đang tìm cho mình một hướng đi, lộ trình học cho người mới bắt đầu hay tìm hiểu về tuyển sinh aptech, học bổng aptech, học phí aptech,… thì hãy liên hệ ngay với FPT Aptech thông qua website để được tư vấn chi tiết về lộ trình học phù hợp.