Bạn có từng nghe về lập trình nhúng hoặc phần mềm nhúng, nhưng chưa biết nó là gì hoặc cần những gì để trở thành kỹ sư lập trình nhúng? Bài viết này sẽ giúp bạn tìm hiểu về lĩnh vực này và các yêu cầu cần thiết để trở thành một chuyên gia lập trình nhúng.
Mở đầu đầy hấp dẫn
Hiện nay, thuật ngữ lập trình nhúng đã trở nên phổ biến. Các sản phẩm như thiết bị viễn thông, máy vi tính, điện tử công nghiệp, điện tử dân dụng... phát triển rất nhanh chóng, với cốt lõi của sự phát triển là các hệ thống nhúng điện tử và vi điện tử.
Thị trường hệ thống nhúng lớn gấp khoảng 100 lần thị trường PC theo các nhà thống kê trên thế giới. Điều này tạo ra nhu cầu nhân lực lớn với mức lương hấp dẫn. Với tình hình này, học lập trình nhúng mở ra một hướng đi mới hấp dẫn cho những ai muốn theo đuổi nghề này.
Học những gì để trở thành kỹ sư lập trình nhúng?
Khi bắt đầu học lập trình nhúng, bạn sẽ phải đối mặt với những khó khăn ban đầu. Tuy nhiên, đạt được những thành công ban đầu, bạn sẽ dễ dàng hơn trong tương lai.
Để trở thành một kỹ sư lập trình nhúng , bạn cần học những kiến thức sau:
1. Học lập trình C
Lập trình C là một trong những ngôn ngữ quan trọng nhất trong lĩnh vực lập trình nhúng. Bạn cần học và làm chủ C đến mức chuyên gia.
2. Tiếng Anh
Tiếng Anh là một yếu tố quan trọng để nắm vững tài liệu chuyên ngành, đặc biệt là datasheet.
3. Kiến thức về điện tử
Kiến thức về điện tử bao gồm logic, vi điều khiển, vi xử lý, ADC, TIMER, INTERRUPT, vv.
4. Các loại giao tiếp (protocol)
Nắm vững các loại giao tiếp như UART, I2C, SPI, RS232, JTAG,... và nâng cao từ SATA, PCIE, USB, CAN, MOST.
5. Hệ điều hành
Hiểu về kiến trúc hệ điều hành, kiến trúc máy tính, đặc biệt là hệ điều hành Linux.
6. Cấu trúc dữ liệu và giải thuật
Kỹ sư nhúng cũng cần phải làm việc với mã nguồn, nên kiến thức về cấu trúc dữ liệu và giải thuật là rất quan trọng.
7. Kiến thức về bộ nhớ
Nắm vững các loại bộ nhớ như NOR, NAND, SRAM, DRAM, vv.
8. Hệ điều hành thời gian thực (Real-time OS)
Các hướng đi chi tiết
Các kiến thức trên là những kiến thức chung mà một kỹ sư lập trình nhúng cần có. Tiếp theo, chúng ta sẽ khám phá sâu hơn về các hướng nhúng phần mềm và nhúng phần cứng.
Hướng nhúng phần mềm
Ngoài những kiến thức cơ bản, để trở thành kỹ sư nhúng phần mềm, bạn cần phải học thêm:
- lập trình ứng dụng : C++, Java.
- Lập trình device driver: Sử dụng ngôn ngữ C.
- Lập trình Android, lập trình web (cơ bản).
- Kiến thức về Scrip: Perl, Python, đặc biệt là Shell script trên Linux.
- Cấu trúc dữ liệu và giải thuật xuất sắc.
- Xây dựng môi trường: Sử dụng Makefile, Cmake.
Hướng nhúng phần cứng
Để trở thành kỹ sư nhúng phần cứng, bạn cần học:
- Thiết kế PCB: Sử dụng Allegro hay Antium.
- Thiết kế schematic: Kiến thức điện tử tốt là một yêu cầu.
- Kiểm tra board: Biết cách kiểm tra board sau khi thiết kế hoàn tất.
- Đánh giá và lựa chọn linh kiện tối ưu cho dự án.
- Sử dụng các dụng cụ máy đo.
- Kỹ năng hàn mạch, sửa mạch (nếu bạn làm Freelancer).
Internet of Things (IoT) và bảo mật
IoT là xu hướng phát triển cực mạnh và nhanh chóng. Để không tụt lại, bạn cần học:
- Networking: IP, TCP/IP protocol, Wifi, Bluetooth, Cellurla, Zigbee, RF, vv.
- Webserver: Hiểu cách hoạt động của Webserver và cách "ra lệnh" cho phần cứng từ internet (CGI, Java, Javascript, vv) và có kiến thức căn bản về lập trình web và Android.
- Cloud: Quan trọng trong việc quản lý và điều khiển thiết bị từ xa. Giao thức như HTTP, CoAP, Lighweight M2M, vv.
- Bảo mật trên các thiết bị IoT: Đảm bảo an toàn cho thiết bị của bạn khi các thiết bị IoT đang bị tấn công nhiều.
Embedded Linux
Trong một số hệ thống nhúng lớn, vi xử lý không đáp ứng được yêu cầu. Đó là lúc Linux nhúng trở thành một giải pháp. Embedded Linux có thể được coi là một máy tính nhúng, với hiệu suất vượt trội so với vi xử lý. Rất nhiều hệ thống nhúng lớn sử dụng Linux nhúng.
Quá trình học Embedded Linux như sau:
- Học về hệ điều hành Linux: Cài đặt một hệ điều hành Linux và khám phá nó.
- Học command line và shell script trên Linux.
- Hiểu cách khởi động hệ thống, tải firmware, sửa lỗi và khắc phục.
- Xây dựng một hệ thống nhúng, nên thực hành xây dựng hệ điều hành thường xuyên trên một board như Raspberry Pi.
- Viết device driver để giao tiếp với các ngoại vi.
- Phát triển ứng dụng.
Sau khi đọc bài viết này, bạn đã có cái nhìn tổng quan về những gì cần học và làm để trở thành một kỹ sư lập trình nhúng chưa?
Hướng dẫn học lập trình nhúng
Học lập trình nhúng cho người mới
Stanford - Đào tạo và phát triển công nghệ đã và đang nỗ lực để cung cấp cho bạn những kiến thức về lập trình nhúng. Hãy liên hệ với chúng tôi để biết thêm thông tin chi tiết.
