1. Lập trình nhúng là gì?
Lập trình nhúng là thuật ngữ chỉ hệ thống có khả năng tự trị được nhúng trong một môi trường hoặc một hệ thống mẹ nào đó. Hệ thống ấy sẽ tích hợp cả phần cứng lẫn phần mềm để thực hiện những mục như giải các bài toán trong lĩnh vực công nghiệp, truyền tin, tự động hóa. Chương trình lập trình nhúng được xây dựng cho một nhóm nhiệm vụ cụ thể, được lập trình viên tối ưu hóa để giảm kích thước, chi phí. Hệ thống nhúng bao gồm những thành phần cơ bản như: RAM, ROM, MCU, ADC, DAC, các khối giao tiếp UART,…
2. 3 nhóm kiến thức lập trình nhúng cần biết
Để trả lời cho câu hỏi lập trình nhúng cần học gì, FUNiX sẽ gợi ý ngay 3 nhóm kiến thức quan trọng nhất, bao gồm kiến thức nền tảng, kiến thức chuyên môn và kiến thức bổ sung (điện tử & hệ điều hành). Cụ thể:
2.1. Kiến thức nền tảng về lập trình nhúng
Trước khi bắt tay vào việc xây dựng chương trình lập trình nhúng của riêng mình, bạn cần nắm vững những kiến thức nền tảng sau đây:
Tiếng Anh: Đây là ngôn ngữ cần thiết, hỗ trợ bạn đọc các tài liệu chuyên ngành nước ngoài
Ngôn ngữ lập trình C: C được đánh là ngôn ngữ lập trình phù hợp nhất để viết chương trình lập trình nhúng
Kiến thức về các khối giao tiếp (protocol): UART, I2C, SPI, RS232, JTAG,… (nâng cao: SATA, PCIE, USB, CAN, MOST).
Cấu trúc dữ liệu và thuật toán: Đóng vai trò là “xương sống” của lập trình nhúng, hỗ trợ bạn viết code và chạy chương trình mượt mà hơn.
2.2. Kiến thức chuyên môn về lập trình nhúng
Kiến thức chuyên môn về lập trình nhúng được chia thành hai phân nhóm lớn là Embedded Software (Lập trình nhúng phần mềm) và Embedded Hardware (Lập trình nhúng phần cứng). Cụ thể:
2.2.1 Về Embedded Software (Lập trình nhúng phần mềm)
Dưới đây là những nhóm kiến thức liên quan đến điện tử & hệ điều hành, hỗ trợ lập trình dễ dàng hơn. Mời bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết:
2.3.1 Kiến thức về điện tử
Những kiến thức này hỗ trợ bạn hiểu được cách thức hoạt động của các hệ thống nhúng và viết được các chương trình tương thích với phần cứng.
Mạch điện cơ bản: Hiểu được cách thức hoạt động của các thành phần điện tử cơ bản như transistor, diode, điện trở, tụ điện,….
Logic số: Để hiểu rõ hơn về lập trình nhúng, bạn cần nắm được những kiến thức liên liên quan đến mạch logic số như AND, OR, NOT, XOR,….
Vi điều khiển & Vi xử lý: Bao gồm các kiến thức về kiến trúc, bộ nhớ, các thanh ghi,… những kiến thức này sẽ giúp bạn hiểu được quy trình hoạt động của vi điều khiển & vi xử lý khi lập trình nhúng.
Thiết bị ngoại vi: Bạn cần tìm hiểu những kiến thức về thiết bị ngoại vi như màn hình, bàn phím, cảm biến, v.v.
2.3.2 Kiến thức về hệ điều hành
Trước sự phát triển của ngành lập trình nhúng hiện nay, có 3 hệ điều hành bạn cần quan tâm:
Hệ điều hành Linux: Linux là hệ điều hành phổ biến nhất trong lập trình nhúng.
Hệ điều hành Windows: Windows là hệ điều hành phổ biến trong các ứng dụng nhúng.
Hệ điều hành thời gian thực: Hệ điều hành thời gian thực được sử dụng trong các ứng dụng yêu cầu thời gian chính xác, thực tế.
3. Lập trình nhúng cần có những kỹ năng gì?
Ngoài những kiến thức cần trang bị, để học tốt lập trình nhúng, bạn cũng nên rèn luyện 3 kỹ năng sau:
3.1. Kỹ năng lập trình
Đây là kỹ năng quan trọng nhất giúp bạn làm quen và thành thạo lập trình nhúng. Ông bà ta có câu “học đi đôi với hành”, sau khi nắm được các kiến thức cơ bản, chuyên môn và mở rộng kể trên, bạn cần luyện tập thường xuyên để cải thiện kỹ năng lập trình nhúng. Theo đó, bạn có thể thực hành viết các chương trình đơn giản, sau đó tăng dần độ phức tạp để bộ não quen dần cường độ, tránh tình trạng lười thực hành hoặc vội vàng bắt tay vào dự án khó ngay nhé.
3.2. Kỹ năng xử lý vấn đề
Lập trình nhúng đòi hỏi lập trình viên phải có khả năng giải quyết vấn đề để phân tích, tìm ra giải pháp và kiểm tra tính đúng đắn của phương pháp được đề xuất. Bởi lẽ, nếu bạn không cẩn trọng, giải quyết vấn đề triệt để thì sẽ ảnh hưởng đến hệ thống mẹ, kéo theo nhiều hệ lụy. Do đó, ngoài việc trang bị đầy đủ kiến thức chuyên môn, bạn cũng nên rèn dũa tư duy giải quyết vấn đề nhanh chóng, đưa ra giải pháp có tính đa chiều và gỡ lỗi lập trình nhúng hiệu quả nhất có thể.
3.3. Kỹ năng làm việc nhóm
Lập trình nhúng thường là công việc cần sự hợp tác của một hội nhóm, vì vậy bạn cần rèn luyện kỹ năng làm việc và tương tác nhóm để đảm bảo tiến độ dự án. Cụ thể, để cải thiện kỹ năng mềm này, bạn nên phối hợp những người trong team lập trình nhúng, học cách chia sẻ khó khăn và giúp đỡ mọi người khi cần thiết. Đồng thời, bạn cũng nên lập bảng kế hoạch dự trù rủi ro và bàn bạc với mọi người trong team trước khi đưa ra quyết định.
Lập trình nhúng là thuật ngữ chỉ hệ thống có khả năng tự trị được nhúng trong một môi trường hoặc một hệ thống mẹ nào đó. Hệ thống ấy sẽ tích hợp cả phần cứng lẫn phần mềm để thực hiện những mục như giải các bài toán trong lĩnh vực công nghiệp, truyền tin, tự động hóa. Chương trình lập trình nhúng được xây dựng cho một nhóm nhiệm vụ cụ thể, được lập trình viên tối ưu hóa để giảm kích thước, chi phí. Hệ thống nhúng bao gồm những thành phần cơ bản như: RAM, ROM, MCU, ADC, DAC, các khối giao tiếp UART,…
2. 3 nhóm kiến thức lập trình nhúng cần biết
Để trả lời cho câu hỏi lập trình nhúng cần học gì, FUNiX sẽ gợi ý ngay 3 nhóm kiến thức quan trọng nhất, bao gồm kiến thức nền tảng, kiến thức chuyên môn và kiến thức bổ sung (điện tử & hệ điều hành). Cụ thể:
2.1. Kiến thức nền tảng về lập trình nhúng
Trước khi bắt tay vào việc xây dựng chương trình lập trình nhúng của riêng mình, bạn cần nắm vững những kiến thức nền tảng sau đây:
Tiếng Anh: Đây là ngôn ngữ cần thiết, hỗ trợ bạn đọc các tài liệu chuyên ngành nước ngoài
Ngôn ngữ lập trình C: C được đánh là ngôn ngữ lập trình phù hợp nhất để viết chương trình lập trình nhúng
Kiến thức về các khối giao tiếp (protocol): UART, I2C, SPI, RS232, JTAG,… (nâng cao: SATA, PCIE, USB, CAN, MOST).
Cấu trúc dữ liệu và thuật toán: Đóng vai trò là “xương sống” của lập trình nhúng, hỗ trợ bạn viết code và chạy chương trình mượt mà hơn.
2.2. Kiến thức chuyên môn về lập trình nhúng
Kiến thức chuyên môn về lập trình nhúng được chia thành hai phân nhóm lớn là Embedded Software (Lập trình nhúng phần mềm) và Embedded Hardware (Lập trình nhúng phần cứng). Cụ thể:
2.2.1 Về Embedded Software (Lập trình nhúng phần mềm)
- Lập trình ứng dụng
- Lập trình website
- Lập trình device driver (trình điều khiển thiết bị)
- Những kiến thức liên quan đến Script như Perl, Python, Shell script.
- Cấu trúc dữ liệu và giải thuật
- Xây dựng môi trường (build environments) trên Makefile, Cmake
- Thiết kế mạch/thiết bị điện tử PCB: Allegro hoặc Altium.
- Design schematic (sơ đồ thiết kế)
- Test board (bảng kiểm tra)
- Đánh giá và lựa chọn được linh kiện phù hợp với dự án
- Nắm vững kiến thức sử dụng các loại máy đo, hàn mạch, sửa mạch
- Networking (Protocol, wifi, Bluetooth, Cellular,…)
- Cload (cách quản lý, điều khiển từ xa)
- Bảo mật trên thiết bị IoT.
Dưới đây là những nhóm kiến thức liên quan đến điện tử & hệ điều hành, hỗ trợ lập trình dễ dàng hơn. Mời bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết:
2.3.1 Kiến thức về điện tử
Những kiến thức này hỗ trợ bạn hiểu được cách thức hoạt động của các hệ thống nhúng và viết được các chương trình tương thích với phần cứng.
Mạch điện cơ bản: Hiểu được cách thức hoạt động của các thành phần điện tử cơ bản như transistor, diode, điện trở, tụ điện,….
Logic số: Để hiểu rõ hơn về lập trình nhúng, bạn cần nắm được những kiến thức liên liên quan đến mạch logic số như AND, OR, NOT, XOR,….
Vi điều khiển & Vi xử lý: Bao gồm các kiến thức về kiến trúc, bộ nhớ, các thanh ghi,… những kiến thức này sẽ giúp bạn hiểu được quy trình hoạt động của vi điều khiển & vi xử lý khi lập trình nhúng.
Thiết bị ngoại vi: Bạn cần tìm hiểu những kiến thức về thiết bị ngoại vi như màn hình, bàn phím, cảm biến, v.v.
2.3.2 Kiến thức về hệ điều hành
Trước sự phát triển của ngành lập trình nhúng hiện nay, có 3 hệ điều hành bạn cần quan tâm:
Hệ điều hành Linux: Linux là hệ điều hành phổ biến nhất trong lập trình nhúng.
Hệ điều hành Windows: Windows là hệ điều hành phổ biến trong các ứng dụng nhúng.
Hệ điều hành thời gian thực: Hệ điều hành thời gian thực được sử dụng trong các ứng dụng yêu cầu thời gian chính xác, thực tế.
3. Lập trình nhúng cần có những kỹ năng gì?
Ngoài những kiến thức cần trang bị, để học tốt lập trình nhúng, bạn cũng nên rèn luyện 3 kỹ năng sau:
3.1. Kỹ năng lập trình
Đây là kỹ năng quan trọng nhất giúp bạn làm quen và thành thạo lập trình nhúng. Ông bà ta có câu “học đi đôi với hành”, sau khi nắm được các kiến thức cơ bản, chuyên môn và mở rộng kể trên, bạn cần luyện tập thường xuyên để cải thiện kỹ năng lập trình nhúng. Theo đó, bạn có thể thực hành viết các chương trình đơn giản, sau đó tăng dần độ phức tạp để bộ não quen dần cường độ, tránh tình trạng lười thực hành hoặc vội vàng bắt tay vào dự án khó ngay nhé.
3.2. Kỹ năng xử lý vấn đề
Lập trình nhúng đòi hỏi lập trình viên phải có khả năng giải quyết vấn đề để phân tích, tìm ra giải pháp và kiểm tra tính đúng đắn của phương pháp được đề xuất. Bởi lẽ, nếu bạn không cẩn trọng, giải quyết vấn đề triệt để thì sẽ ảnh hưởng đến hệ thống mẹ, kéo theo nhiều hệ lụy. Do đó, ngoài việc trang bị đầy đủ kiến thức chuyên môn, bạn cũng nên rèn dũa tư duy giải quyết vấn đề nhanh chóng, đưa ra giải pháp có tính đa chiều và gỡ lỗi lập trình nhúng hiệu quả nhất có thể.
3.3. Kỹ năng làm việc nhóm
Lập trình nhúng thường là công việc cần sự hợp tác của một hội nhóm, vì vậy bạn cần rèn luyện kỹ năng làm việc và tương tác nhóm để đảm bảo tiến độ dự án. Cụ thể, để cải thiện kỹ năng mềm này, bạn nên phối hợp những người trong team lập trình nhúng, học cách chia sẻ khó khăn và giúp đỡ mọi người khi cần thiết. Đồng thời, bạn cũng nên lập bảng kế hoạch dự trù rủi ro và bàn bạc với mọi người trong team trước khi đưa ra quyết định.
Bài viết liên quan
Bài viết mới