Lập trình nhúng và yêu cầu cần có của một kỹ sư lập trình

Lập trình nhúng là gì mà hiện đang là một trong những ngành hot hiện này. Về chuyên môn hiện có rất ít nơi đào tạo. Vậy lập trình nhúng là gì? Làm thế nào để trở thành một kỹ sư lập trình nhúng.

Lập trình nhúng là gì?

Lập trình 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 đó tích hợp cả phần cứng và phần mềm. Mục đích của việc này dùng để giải các bài toán trong nhiều lĩnh vực công nghiệp, tự động hóa, truyền tin… với chức năng riêng biệt được thiết kế riêng.

Chương trình này được xây dựng đặc biệt cho một nhiệm vụ cụ thể và có thể được tác giả tối ưu hóa để giảm thiểu kích thước và chi phí. Hệ thống nhúng rất phong phú và đa dạng. Hệ thống nhúng gồm các thành phần cơ bản sau:

• ROM: chứa chương trình, các dữ liệu được fix, data
• RAM: lưu các chương trình thực thi và các biến tạm
• MCU: Bộ xử lí tính toán trung tâm
• Ngoài ra còn có các bộ phận khác như ngoại vi ADC, DAC, các khối giao tiếp UART…

Ứng dụng lập trình nhúng là gì?

• Hệ thống nhúng được sử dụng rộng rãi trong các ngành máy tính, điện tử, viễn thông…
• Hệ thống được tích hợp cả phần mềm và phần cứng, tích hợp như 1 vi xử lý
• Hệ thống nhúng và PC và thiết bị PDA cầm tay khác nhau vì chúng được thiết kế để chuyên biệt hóa các tính năng cụ thể nhằm cải thiện chất lượng hệ thống và giảm chi phí.

Một số công cụ cho lập trình nhúng

• Cross ToolChains ( 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.

Cơ hội nghề nghiệp của kỹ sư lập trình nhúng

Ngành lập trình nhúng khá đa dạng, nhưng chia theo 2 hướng chính:

Embedded software

Bạn có thể trở thành một developer thực thụ và phát triển thành một lập trình viên giỏi. Làm việc với nhóm để phát triển các sản phẩm phần mềm cho các sản phẩm nhúng. Điều này bao gồm các ứng dụng (web, máy tính để bàn hoặc ứng dụng di động), chương trình cơ sở, hệ điều hành (OS), trình điều khiển… Bạn sẽ đảm nhiệm viết code, test code, viết requirement, document cho sản phẩm.

Embedded hardware

Bạn sẽ là một nhà thiết kế bo mạch, còn được gọi là PCB Design, Test Board. Đối với công việc này, bạn cần phải rất giỏi về phần cứng và điện tử. Mỗi dự án bạn tham gia vào công ty đều có một quy trình cụ thể buộc bạn phải làm quen với nhiệm vụ trước khi nó được nhận và hoàn thành. Nhưng yên tâm, bạn chắc chắn sẽ hoàn thành công việc.

Kỹ năng cần có của một lập trình nhúng là gì?

Những kiến thức cần có:

• 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: có thể đọc hiểu tài liệu chuyên ngành
• 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).

Kiến thức chuyên ngành bắt buộc:

• 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).

Trên đây là bài viết chi tiết về lập trình nhúng là gì? Hy vọng qua bài viết này bạn có thêm nhiều thông tin cũng như định hướng cho công việc trong tương lai của mình.

Tìm hiểu thêm công việc yêu thích về lập trình nhúng tại đây