[Embedded là gì?] Triển vọng nghề nghiệp nào cho dân IT?

Tìm việc làm công nghệ thông tin

1. Tìm hiểu về thuật ngữ Embedded

1.1. Embedded System là gì?

Một Embedded System hay thường gọi với cái tên thuần Việt “Hệ thống nhúng” là sự kết hợp giữa phần mềm và phần cứng của máy tính, được thiết kế cho một chức năng chung hoặc một chức năng cụ thể trong một hệ thống máy chủ. Các hệ thống có thể có chức năng cố định hoặc được lập trình. Máy móc công nghiệp, nông nghiệp, điện tử tiêu dùng, thiết bị chế biến, y tế, ô tô, đồ gia dụng, máy bay, máy bán hàng tự động,... cũng như các thiết bị di động đều là những lĩnh vực cần đến sự ứng dụng của Embedded System.

Đặc điểm chính của Embedded System là chúng sở hữu nhiệm vụ cụ thể. Embedded System thực hiện một nhiệm vụ duy nhất trong một hệ thống lớn hơn. Ví dù, điện thoại di động không phải là một Embedded System, nó là sự kết hợp của các hệ thống nhúng cùng nhau, cho phép nó thực hiện một loạt tác vụ có mục đích chung. Các Embedded System trong nó thực hiện các chức năng chuyên biệt. Tựu chung, chúng là những máy tính cụ thể có thể lập trình, nhưng được thiết kế cho các mục đích cụ thể, không phải cho các mục đích chung.

Embedded System cũng sở hữu những đặc điểm sau:

+ Embedded System bao gồm phần cứng (hardware), phần mềm (software) và phần sụn (firmware).

+ Được nhúng trong một hệ thống lớn hơn để thực hiện một chức năng cụ thể, khi chúng được xây dựng cho các nhiệm vụ chuyên biệt trong hệ thống, chứ không phải các nhiệm vụ khác nhau.

+ Dựa trên bộ vi xử lý hoặc vi điều khiển. Cả hai đều là các mạch tích hợp cung cấp năng lượng tính toán cho hệ thống.

+ Thường được sử dụng cho cảm biến và thời gian thực tính toán trên IoT, thiết bị có kết nối internet và không yêu cầu người dùng hoạt động.

+ Khác nhau về độ phức tạp và chức năng, ảnh hưởng đến loại phần mềm, phần sụn và phần cứng đang sử dụng.

+ Thường xuyên bị yêu cầu thực hiện nhiệm vụ trong một khoảng thời gian ngắn để đảm bảo hệ thống lớn hoạt động đúng cách.

Embedded System được sử dụng trong một loạt các công nghệ trên các ngành công nghiệp. Một số ví dụ bao gồm: Ô tô, điện thoại di động, máy móc công nghiệp, thiết bị y tế,...

1.2. Embedded Software là gì?

Khi tìm hiểu Embedded là gì? Ngoài khái niệm Embedded System, thì còn tồn tại một khái niệm thông dụng khác, đó chính là Embedded Software. Tương tự như hệ thống nhúng, Embedded Software còn được gọi là phần mềm nhúng, đó là một phần mềm cụ thể được ghi vào bộ nhớ của thiết bị phục vụ cho mục đích ROM, nhưng có thể được cập nhật dễ dàng hơn. Firmware (phần sụn) có thể được lưu trữ trong các thiết bị bộ nhớ cố định, bao gồm ROM, ROM có thể lập trình, PROM có thể xóa hoặc bộ nhớ Flash. Embedded Software được sử dụng để kiểm soát các chức năng khác nhau của thiết bị và hệ thống.

Ví dụ, chúng có thể cung cấp cho thiết bị cách giao tiếp với các thiết bị khác. Thực hiện các chức năng cụ thể, cung cấp các chức năng đầu vào và đầu ra.

Việc làm online

1.3. Sự khác nhau giữa Embedded Software - Firmware và IoT

Ba thuật ngữ: Embedded Software, IT phần cứng mạng và IoT là các khái niệm khác nhau, mặc dù chúng được liên kết với nhau một cách chặt chẽ, do đó chúng được thường bị nhầm lẫn với nhau.

Firmware là một chương trình hướng dẫn được ghi vào bộ nhớ của một thiết bị điện tử đơn mục đích cụ thể và thực hiện các chức năng cấp thấp. Như chuyển đổi tín hiệu cảm biến. Nó được viết bằng các ngôn ngữ cấp thấp và sau đó được dịch sang mã máy để phần cứng của một thiết bị nhất định có thể đọc mã này và thực thi nó.

Trước đó, loại phần mềm này từng được lưu trữ trong các chip EPROM và rất khó, thậm chí không thể lập trình lại hoặc cập nhật chương trình cơ sở. Ngày này, nó thường được lưu trữ trong bộ nhớ flash, vì vậy nó có thể được cập nhất dễ dàng hơn nhiều. Thông thường, Firmware không cần phải cập nhật, vì đây là chương trình vĩnh viễn cho các thiết bị tiêu dùng (tủ lạnh, lò nướng), linh kiện máy tính (bộ điều hợp video, ổ cứng) và thiết bị ngoại vi (máy in, máy quét).

Embedded Software tương tự như Firmware, được tạo cho một thiết bị cụ thể. Sự khác biệt là chúng được viết bằng các ngôn ngữ lập trình cấp cao, như Java, C++ hoặc python. Embedded Software tinh vi hơn và thực hiện các chức năng cấp cao như xử lý dữ liệu và tương tác với các thiết bị khác. Trong khi Firmware có thể xử lý các tác vụ mà không cần hệ điều hành, thì Embedded Software yêu cầu một hệ điều hành đặc biệt.

Các tệp chương trình cho Embedded Software được lưu trữ trong hệ thống tệp của một thiết bị nhất định và được trích xuất vào bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên (RAM) để thực thi. Nếu bạn kết nối một Embedded System với IoT, bao gồm một loạt các đối tượng vật lý với phần mềm tích hợp và kết nối mạng có thể được điều khiển và cập nhật từ xa. Với tốc độ phát triển IoT nhanh chóng, thực tế thì bất kỳ đối tượng nào cũng có thể trở thành một thiết bị được kết nối.

Xem thêm: Mô tả công việc DevOps Engineer dành cho các bạn trẻ hiện nay

1.4. Các ứng dụng của Embedded là gì?

Không cần phải tìm đâu xa để khám phá các trường hợp ứng dụng thực tế của các hệ thống Embedded, nó xuất hiện xung quanh chúng ta. Như:

+ Nhà cửa thông minh: Những ngôi nhà hiện đại có đầy đủ các thiết bị điện tử tiêu dùng và thiết bị gia dụng, như hệ thống TV, âm nhạc, máy chơi game, máy ảnh, điện thoại thông minh, máy điều hòa không khí, tủ lạnh, máy pha cà phê, robot hút bụi,... Tất cả đều là những ví dụ sinh động về việc sử dụng phần mềm Embedded. Ngay khi các thiết bị như vậy được kích hoạt internet, và người dùng có cơ hội quản lý chúng ở khoảng cách xa thông qua kết nối không dây, khái niệm về nhà cửa thông minh cũng được ra đời từ đó.

+ Thành phố thông minh: Nhiều thiết bị điện tử và hệ thống IoT đang được sử dụng ở nhiều thành phố khác nhau trên thế giới. Sáp nhập vào các mạng thông minh rộng khắp, họ tạo ra một hệ sinh thái mới có thể là thành phố thông minh. Chỉ với mục đích hỗ trợ các quy trình an ninh và hợp lý hóa trong các khu vực rộng lớn, nơi có hàng triệu người cư trú. Công nghệ Embedded tạo thành nền tảng cho bãi đậu xe thông minh, hệ thống giám sát, hệ thống kiểm soát giao thông, giải pháp giám sát ô nhiễm,... và các dịch vụ cộng đồng khác nhau.

+ Khám chữa bệnh: Ngày nay, việc sử dụng hệ thống Embedded trong chăm sóc sức khỏe là rất phổ biến. Một loạt các thiết bị đeo và hệ thống chẩn đoán cho phép theo dõi tình hình sức khỏe của bệnh nhân, cũng như thu thập, lưu trữ và phân tích dữ liệu. Từ một nhiệt kế điện tử đơn giản đến các máy EEG và MRI phức tạp hơn, ở bất cứ đâu trong thiết bị y tế, bạn có thể tìm thấy các chương trình tích hợp cụ thể hoạt động vì lợi ích của bác sĩ cũng như bệnh nhân.

+ Công nghiệp ô tô: Một chiếc xe hiện đại được đóng gói theo nghĩa đen với các hệ thống Embedded trên tàu. Một số ví dụ như: Hệ thống chống bó cứng phanh, hộp số tự động, phát hiện điểm mù, kiểm soát hành trình và một số cảm biến được thiết kế giúp xe di chuyển an toàn hơn và tránh được những rủi ro trong quá trình vận hành. Hệ thống kiểm soát nhiên liệu theo dõi mức tiêu thụ nhiên liệu. Công nghệ kiểm soát khí thải được thiết kế để giảm ô nhiễm không khí,...

+ Công nghiệp chế tạo: Một trong những ngành công nghiệp lớn nhất trên thế giới, sản xuất đã bị ảnh hưởng rất nhiều bởi sự ra đời của những đổi mới công nghệ, bao gồm cả Embedded Software. Ngày nay, chúng ta có thể gọi nó là sản xuất thông minh do việc triển khai tích cực robot, IoT, AI và Bigdata vào các quy trình sản xuất. Hàng chục thiết bị từ cảm biến cỡ nhỏ đến các đơn vị lớn và tinh vi, có thể được tìm thấy tại bất kỳ nhà mày nào. Chức năng của chúng thay đổi từ giám sát trục tuyến và điều khiển từ xa các thiết bị sản xuất đến thu thập dữ liệu và thay thế con người trên dây chuyền lắp ráp.

+ Không gian vũ trụ và quân sự: Vai trò của các cảm biến hiệu suất cao, các giải pháp điều hướng và liên lạc là rất quan trọng trong các hoạt động hàng không, công nghiệp vũ trụ và quân sự. Trên thực tế, các giải pháp Embedded và IoT là những yếu tố cần thiết trong ngành công nghiệp này bởi vì chúng là những người chịu trách nhiệm cho các máy bay cất cánh và hạ cánh và các vệ tinh quay quanh Trái đất trong khi gửi và nhận tín hiệu.

Tìm việc làm thực tập sinh it

2. Tại sao các chuyên gia Developer nên chọn Embedded?

Những lợi ích sau đây khi nói về Embedded sẽ thuyết phục được những chuyên gia Developer chọn nó:

+ Thứ nhất, Embedded có hiệu suất mạnh mẽ: Vì phần mềm được viết để xử lý một tác vụ trên một thiết bị nhất định. Hiệu suất của nó thường gần như hoàn hảo, điều này rất quan trọng đối với người dùng cuối.

+ Thứ hai, Embedded có kích thước nhỏ: So với các máy tính thông thường, các hệ thống Embedded có kích thước nhỏ hơn nhiều. Chúng nhỏ gọn, di động và thuận tiện trong quá trình sản xuất hàng loạt.

+ Thứ ba, Embedded tiêu thụ điện năng thấp: Hầu hết các thiết bị cần ít năng lượng cho các hoạt động. Điều đó có nghĩa là chúng có thể được áp dụng ở nhiều địa điểm khác nhau và làm việc trong những trường hợp phức tạp. Nó cùng có nghĩa là tối ưu hóa sử dụng tài nguyên cho phép.

3. Công việc của một Embedded Developer

Embedded là gì? Chưa bao giờ thích hợp hơn để trở thành một phần của cộng đồng Embedded và trở thành một nhà phát triển phần mềm Embedded. Các thiết bị IoT hiện là một phần trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta, và tốc độ của sự thay đổi cũng như đổi mới trong công nghệ tiếp tục tăng tốc. Để đáp ứng nhu cầu chủ yếu hướng đến người tiêu dùng đối với công nghệ tiên tiến và thông minh này, cần có các Embedded Developer có trình độ và kinh nghiệm.

3.1. Embedded Developer làm gì?

Embedded Developer được biết đến là một chuyên ngành thích hợp trong kỹ thuật điện tử, hơn cả phát triển máy tính để bàn thông thường, nhưng nó vẫn có tính cạnh tranh cao ở tất cả các cấp.

Các Embedded Developer chịu trách nhiệm thiết kế, phát triển, tối ưu hóa và triển khai phần mềm được lập trình thành các thiết bị được xây dựng xung quanh bộ vi xử lý. Embedded Developer viết mã để giải quyết các vấn đề và triển khai hệ thống làm cho một thiết bị phần cứng vật lý hoạt động thông qua phần mềm. Nói chung, mục tiêu của các Embedded Developer là đảm bảo Embedded Software hoàn thành các mục tiêu mong muốn, khai thác toàn bộ tiềm năng phần cứng vì lợi ích của người dùng.

3.2. Embedded Developer cần những kỹ năng gì?

Bạn cần có một niềm đam mê và sự quan tâm thực sự đối với công nghệ và khắc phục các sự cố kỹ thuật. Một văn bằng, chứng chỉ về kỹ thuật máy tính hoặc một lĩnh vực liên quan sẽ cung cấp một nền tảng lý thuyết vững chắc. Các kỹ năng phát triển kỹ thuật thiết yếu khác bao gồm:

+ Chuyên môn về lập trình C / C ++

+ Tối ưu hóa trong ngôn ngữ bậc thấp (assembly language)

+ Phát triển trình điều khiển thiết bị và giao diện phần cứng/phần mềm

+ Quản lý cấu hình phần mềm  (sử dụng các công cụ như Perforce, Git hoặc SVN)

+ Kỹ thuật chuyên dụng cho lập trình Embedded

+ Khả năng đọc sơ đồ điện tử và khắc phục sự cố

+ Quản lý dự án và vòng đời phát triển phần mềm

Ngoài các kỹ năng kỹ thuật, để thực hiện công việc phát triển Embedded, có một số kỹ năng mềm mà bạn sẽ cần phải trau dồi. Chẳng hạn như: Kỹ năng quản lý dự án, kỹ năng làm việc nhóm, cập nhật xu hướng phát triển công nghệ,....

Tìm việc làm kỹ thuật viên it

3.3. Những thách thức của Embedded Developer

Trong nhiều trường hợp, các hệ thống Embedded chịu trách nhiệm cho các quá trình quan trọng và thậm chí là cho cuộc sống của con người. Đó là lý do tại sao các nhà phát triển nên giải quyết những thách thức nhất định trong khi tạo ra các giải pháp tích cực để cung cấp hiệu suất không thể chấp nhận được. Đáp ứng thời gian thực và hoạt động ổn định của thiết bị trong mọi trường hợp, nhiều trường hợp là cứu cạnh và các Embedded Developer phải chịu trách nhiệm về chức năng này.

Họ phải thiết kế các chương trình theo cách các thiết bị hoạt động một cách ổn định trong các tài nguyên quy định và bất kể môi trường thay đổi. Theo nhu cầu thị trường, các thiết bị nên trở nên nhỏ hơn, nhưng sức mạnh lớn hơn. Đối với các kỹ sự phần mềm, đó là một nhiệm vụ ngày càng phức tạp.

Trong thế giới kỹ thuật số - nơi bất kỳ đối tượng nào kết nối với internet có thể bị phơi bày trước các cuộc tấn công mạng. Việc bảo mật dữ liệu cá nhân đã trở thành một vấn đề nóng. Bảo mật Embedded là một trong những thách thức lớn nhất đối với các nhà phát triển vì các yêu cầu khắt khe hơn được đặt ra liên quan đến QA và kiểm tra chuyên môn, cũng như các cơ chế bảo mật để bảo vệ các giải pháp tích hợp.

Đây có phải là một thay đổi tốt hơn hay tồi tệ hơn khi sống trong một thế giới nơi các thiết bị biết nhiều về bạn hơn chính bạn và nơi máy móc có thể kiểm soát thực tế mọi thứ? Không ai biết câu trả lời, nhưng chúng ta đều biết rằng tiến trình này không thể dừng lại, vì vậy lựa chọn nên là sự thích nghi với thực tế mới.

Embedded là gì? Embedded được ứng dụng như thế nào và cơ hội nghề nghiệp với Embedded Developer đã được viecday365.com giải đáp qua các nội dung trên!