Lập trình nhúng là gì mà hiện đang là một trong những ngành hot hiện nay. 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?

1. 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.

Lập trình nhúng đóng vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực

2. Đặc điểm của hệ thống nhúng

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…

​Hệ thống nhúng (embedded system) được định nghĩa là một hệ thống chuyên dụng, thường có khả năng tự hành và được thiết kế tích hợp vào một hệ thống lớn hơn để thực hiện một chức năng chuyên biệt nào đó chứ không phải đóng vai trò là các hệ thống máy tính đa chức năng.

Một hệ thống nhúng thường không phải là một khối riêng biệt mà là một hệ thống phức tạp nằm trong thiết bị mà nó điều khiển. Nó bao gồm cả thiết bị phần cứng và phần mềm, hầu hết đều phải thỏa mãn yêu cầu hoạt động theo thời gian thực (real-time).

Tùy theo tính chất và yêu cầu, một số hệ thống đòi hỏi ràng buộc về tính hoạt động thời gian thực để đảm bảo độ an toàn và tính ứng dụng; một số hệ thống không đòi hỏi hoặc ràng buộc chặt chẽ, cho phép đơn giản hóa hệ thống phần cứng để giảm thiểu chi phí sản xuất.

Phần mềm được viết cho các hệ thống nhúng được gọi là firmware và được lưu trữ trong các chip bộ nhớ ROM hoặc bộ nhớ flash chứ không phải là trong một ổ đĩa. Phần mềm thường chạy với số tài nguyên phần cứng hạn chế: không có bàn phím, màn hình hoặc có nhưng với kích thước nhỏ, dung lượng bộ nhớ thấp.

Do tính chất chuyên biệt của hệ thống nhúng và chúng thường được sản xuất với số lượng lớn nên các nhà sản xuất thường yêu cầu phải tối ưu hóa chúng nhằm giảm thiểu kích thước và chi phí sản xuất. Những yêu cầu đó đã đưa đến những khác biệt cơ bản trong lĩnh vực viết phần mềm cho hệ thống nhúng so với các phần mềm thông thường.
 

Xem thêm: Lập trình nhúng và những điều cần biết (Phần 2)