Lập trình nhúng là gì? Giải đáp những câu hỏi thường gặp

Lập trình nhúng là gì?

Lập trình nhúng là một kỹ thuật lập trình được áp dụng cho hệ thống có khả năng tự điều khiển. Thông qua lập trình nhúng, các hệ thống này có thể được nhúng vào các môi trường khác, thường được gọi là hệ thống “mẹ”. Điều này cho phép các hệ thống này tích hợp cùng với nhiều phần mềm và phần cứng khác nhau, đáp ứng nhu cầu và yêu cầu của từng ứng dụng cụ thể. Lập trình nhúng được ứng dụng rộng rãi trong các thiết bị điện tử tiêu dùng, ô tô, robot, hệ thống điều khiển công nghiệp, thiết bị y tế, thiết bị viễn thông và nhiều lĩnh vực công nghệ khác.

Theo định nghĩa trên Wikipedia, hệ thống nhúng được định nghĩa là các hệ thống tích lập trình nhúng được định nghĩa là việc tích hợp phần cứng và phần mềm vào các hệ thống để giải quyết các vấn đề chuyên biệt trong nhiều lĩnh vực công nghiệp, tự động hóa điều khiển, quan trắc và truyền tin. Các đặc điểm của các hệ thống nhúng bao gồm hoạt động ổn định và tính năng tự động hoá cao.

Vì vậy, lập trình nhúng là quá trình xây dựng các hệ thống phần mềm để thực hiện kết nối và điều khiển các thành phần trong các hệ thống nhúng, thực hiện các chức năng đặc thù hoặc độc lập nào đó. Những hệ thống này thường có những đặc điểm sau:

• Khả năng thực hiện các chức năng chuyên biệt và hoạt động độc lập trong các hệ thống lớn hơn, đảm bảo tính tự động hóa và tối ưu hiệu suất của hệ thống.
• Bao gồm các thiết bị phần cứng và phần mềm không phải là khối riêng biệt.
• Yêu cầu tính hoạt động của thời gian thực để đảm bảo độ an toàn cũng như tính ứng dụng.
• Thường được sản xuất với số lượng lớn và việc lập trình sẽ ưu tiên tối ưu hóa để giảm kích thước và chi phí sản xuất.

Lập trình hệ thống nhúng giúp xây dựng các hệ thống nhúng đa dạng và phức tạp, như các thiết bị điện tử, thiết bị điện tử y tế, thiết bị an ninh, xe hơi tự lái và hệ thống điều khiển nhà thông minh. Việc hiểu và nắm vững kiến thức về lập trình nhúng là cần thiết cho các kỹ sư và nhà phát triển phần mềm để tạo ra những giải pháp công nghệ tiên tiến và hiệu quả.

>> Xem thêm: Lập trình là gì? Các chuyên ngành của lập trình hiện nay

Ứng dụng lập trình nhúng

Lập trình nhúng là một lĩnh vực rộng và ứng dụng của nó phổ biến trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Dưới đây là một số ví dụ cụ thể về các ứng dụng của lập trình nhúng:

Thiết bị điện tử

Lập trình nhúng được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị điện tử tiêu dùng như điện thoại thông minh, máy tính bảng, đồng hồ thông minh, thiết bị âm thanh, máy quay phim, máy ảnh, v.v. Các thiết bị này được tích hợp với các vi điều khiển và các phần mềm nhúng để thực hiện các chức năng cần thiết.

Kiểm soát các hệ thống tự động

Lập trình nhúng được sử dụng để điều khiển các hệ thống tự động như hệ thống điều khiển tàu thủy, hệ thống điều khiển máy bay, hệ thống điều khiển xe hơi, hệ thống điều khiển công nghiệp, v.v. Hệ thống nhúng giúp tăng cường tính an toàn và hiệu quả trong việc điều khiển các hệ thống này.

IoT (Internet of Things)

Lập trình nhúng được sử dụng rộng rãi trong IoT để kết nối các thiết bị thông minh và truyền thông dữ liệu giữa chúng. Các thiết bị này có thể là các thiết bị đo lường, cảm biến, thiết bị điều khiển, v.v. Các thiết bị này sử dụng các mạng không dây để truyền thông dữ liệu và được kiểm soát bởi các hệ thống nhúng.

Robotics

Lập trình nhúng cũng được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực Robotics để điều khiển các robot và hệ thống tự động. Các hệ thống nhúng được tích hợp với các vi điều khiển và các cảm biến để giúp robot hoạt động tự động và thực hiện các nhiệm vụ như hàn, cắt, sơn, v.v. Lập trình nhúng cũng được sử dụng để phát triển các ứng dụng robot tương tác với con người như robot phục vụ, robot hỗ trợ, robot y tế, v.v.

Ngoài ra, lập trình nhúng còn được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực như y tế, viễn thông, đồ họa, hệ thống thông minh, thiết bị an ninh, thiết bị gia đình thông minh, và nhiều lĩnh vực khác nữa. Ví dụ, trong lĩnh vực y tế, lập trình nhúng được sử dụng để phát triển các thiết bị y tế thông minh như máy đo huyết áp, máy đo đường huyết, máy đo nhịp tim, v.v. Các thiết bị này có thể được kết nối với các hệ thống thông tin y tế để cung cấp cho các chuyên gia y tế thông tin liên quan đến sức khỏe của bệnh nhân. 

Trong lĩnh vực đồ họa, lập trình nhúng được sử dụng để phát triển các thiết bị hiển thị hình ảnh như màn hình LCD, máy chiếu, máy tính, v.v. Các hệ thống nhúng được sử dụng để điều khiển các phần cứng và phần mềm của các thiết bị này.

Trong lĩnh vực viễn thông, lập trình nhúng được sử dụng để phát triển các thiết bị truyền thông như modem, bộ định tuyến, v.v. Các hệ thống nhúng được tích hợp với các vi điều khiển và các phần mềm để điều khiển các thiết bị truyền thông này.

Trong lĩnh vực thiết bị gia đình thông minh và an ninh, lập trình nhúng được sử dụng để phát triển các thiết bị như camera an ninh, hệ thống báo động, bảng điều khiển điều hòa, v.v. Các hệ thống nhúng được tích hợp với các vi điều khiển và các phần mềm để thực hiện các chức năng cần thiết của các thiết bị này.

Trong tất cả các lĩnh vực này, lập trình nhúng đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển các sản phẩm và dịch vụ mới. Nó cung cấp cho các nhà phát triển các công cụ để phát triển các sản phẩm và dịch vụ mới một cách nhanh chóng và hiệu quả hơn.

XEM THÊM:

• Review các khóa học BA uy tín hiện nay
• Chuyên gia Business Analyst là ai? Họ làm gì trong dự án

Các thành phần cơ bản của lập trình nhúng

Có nhiều thành phần tiêu biểu trong lập trình nhúng, trong đó bao gồm Rom, RAM, MCU và các thiết bị ngoại vi như ADC, DAC, I2C, UART. 

• Rom chứa các chương trình và dữ liệu được fix cố định trong thiết bị, nhưng hiện nay thường sử dụng EEPROM hoặc FLASH để thay thế cho ROM vì khả năng ghi xóa và cập nhật chương trình mới. 
• RAM là thành phần hỗ trợ lưu trữ chương trình thực thi và các biến tạm. 
• MCU là bộ xử lý trung tâm hỗ trợ tính toán. Các thành phần này đóng vai trò quan trọng trong lập trình nhúng và giúp điều khiển các thiết bị và hệ thống tự động.