Lập trình nhúng là gì? Làm lập trình nhúng là làm gì? Lương bao nhiêu?

Lập trình nhúng là một trong những mảng quan trọng đối với ngành công nghệ thông tin. Vậy lập trình nhúng là gì? Học lập trình nhúng có thể đảm nhận những vị trí nào trong ngành IT và liệu đâu là cơ hội phát triển cho nhân sự trong ngành này?

1. Lập trình nhúng là gì?

Lập trình nhúng là thuật ngữ khá phổ biến trong ngành công nghệ thông tin. Thế nhưng lập trình nhúng là gì thì không phải ai cũng biết.

Đây là thuật ngữ dùng để chỉ hệ thống có khả năng tự trị. Hệ thống này sẽ được nhúng vào một môi trường hoặc một hệ thống khác, thường được gọi là hệ thống “mẹ”. Điểm đặc biệt là các hệ thống này sẽ được tích hợp cả phần cứng và phần mềm nhằm mục đích giải quyết các bài toán liên quan tới thời gian trong nhiều lĩnh vực.

Lập trình nhúng thường được ứng dụng để xử lý các bài toán hoặc vấn đề chuyên dụng trong các lĩnh vực như tự động hóa, truyền tin… hoặc sản xuất công nghiệp. Vì thế nên hệ thống nhúng này sẽ được thiết kế các chức năng riêng biệt nhằm thực hiện các nhiệm vụ cụ thể trong hệ thống mẹ.

Một hệ thống nhúng cơ bản sẽ gồm ROM, RAM, MCU và các thiết bị ngoại vi như I2C, ADC, DAC…

Tương tự như những lĩnh vực khác trong ngành công nghệ thông tin, lập trình nhúng dùng nhiều hơn 1 ngôn ngữ lập trình. Tuy nhiên, ngôn ngữ thường dùng nhất phải kể đến là C, Python và C++.

Đây đều là ngôn ngữ lập trình bậc cao và có khá nhiều điểm tương đồng. Cả C, Python và C++ đều hoạt động dựa trên nguyên tắc thông dịch và biên dịch, đều hỗ trợ đa mô hình và cho phép lập trình viên sử dụng cả lập trình hướng đối tượng lẫn lập trình thủ tục.

Bên cạnh đó, các ngôn ngữ này còn tích hợp nhiều tính năng hỗ trợ nhà phát triển, thư viện tài liệu phong phú cũng như có công cụ quản lý bộ nhớ và cấp phát bộ nhớ động. Vì thế nên không khó hiểu khi C, Python và C++ được các lập trình viên nhúng ưu tiên lựa chọn.

Là một lĩnh vực khá đặc biệt nên các công cụ hỗ trợ cho lập trình viên hệ thống nhúng cũng sẽ có sự khác biệt. Một số công cụ được sử dụng nhiều có thể kể đến như sau:

• Cross ToolChains: sử dụng để chạy trên hệ điều hành Linux và là tình biên dịch của AT91SAM.

• Keil: chạy trên hệ điều hành Windows và được sử dụng để lập trình cho các dòng ARM (ví dụ STM32F4xx…)

• Putty.exe: chạy trên hệ điều hành Windows, được sử dụng để hỗ trợ lập trình truy cập vào Secure Shell bằng 2 cách là qua Ethernet hoặc 2 chuẩn RS232.

2. Ứng dụng của lập trình nhúng

Với tính chuyên biệt cao nên lập trình nhúng được ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực khác nhau. Vậy ứng dụng cụ thể trong từng lĩnh vực của lập trình nhúng là gì?

Đối với khối ngành công nghiệp: ứng dụng của lập trình nhúng trong lĩnh vực này khá rõ ràng, nhất là các thiết bị công nghệ cao. Hầu hết các thiết bị cảm biến hàng ngày như cảm biến nhiệt, cảm biến độ ẩm… đều là sản phẩm của việc ứng dụng các hệ thống nhúng. Ngoài ra, nó có thể được ứng dụng trong các dây chuyền sản xuất tự động.

Đối với lĩnh vực điện - điện tử và tự động hóa: đây được xem là lĩnh vực thể hiện được rõ nét nhất ứng dụng của lập trình nhúng. Nó có thể xuất hiện trong các máy móc, thiết bị ngành điện tử, máy tính, viễn thông hay thậm chí là các loại robot tự động.

Đối với lĩnh vực y tế: thể hiện rõ nét nhất trong các thiết bị cần độ chính xác cao và thực hiện các chức năng chuyên biệt như máy điều hòa nhịp tim, máy thẩm thấu…

Đối với các sản phẩm được sử dụng hàng ngày: không khó để tìm được các sản phẩm có ứng dụng các hệ thống nhúng. Từ các loại thiết bị văn phòng như máy photocopy, máy in… đến các loại thiết bị trong gia đình như tủ lạnh, lò vi sóng…

Ngoài ra, lập trình nhúng còn có thể được ứng dụng vào các thiết bị kết nối mạng như gateway hay router…

3. Làm lập trình nhúng là làm gì?

Vì được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực nên không khó hiểu khi nhiều người thắc mắc công việc của lập trình nhúng là gì? Công việc cụ thể của các lập trình viên hệ thống nhúng sẽ phụ thuộc vào từng lĩnh vực.

Dưới đây là một số công việc cơ bản mà các lập trình viên mảng này cần thực hiện.

• Thiết kế và xây dựng các hệ thống nhúng

Các kỹ sư lập trình sẽ là người xác định lĩnh vực cũng như các yêu cầu mà hệ thống nhúng cần đáp ứng. Sau đó, họ sẽ dựa trên đặc điểm của các hệ thống mẹ, xác định chức năng và xây dựng hệ thống nhúng phù hợp với cả phần cứng và phần mềm.

• Nghiên cứu, thiết kế và phát triển các phần mềm ứng dụng

Lập trình nhúng được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực và hầu hết là dưới dạng các hệ thống lập trình vi điều khiển. Chúng được sử dụng trong nhiều máy móc, thiết bị có khả năng tự động hóa hay cần độ chính xác cao.

Vì thế nên các kỹ sư lập trình sẽ là người nghiên cứu, thiết kế và phát triển các phần mềm ứng dụng. Bên cạnh đó, họ cũng cần đảm bảo rằng các phần mềm ứng dụng đạt được hiệu suất tối đa cũng như đáp ứng được yêu cầu của người dùng.

• Kiểm thử và đảm bảo chất lượng phần mềm

Không chỉ riêng các hệ thống nhúng mà bất kỳ phần mềm hay ứng dụng nào cũng có thể gặp phải lỗi hoặc sai sót. Vì thế nên trước khi đưa vào sử dụng trong thực tế, các kỹ sư lập trình sẽ cần tiến hành kiểm thử cũng như đảm bảo về chất lượng của phần mềm để đem lại trải nghiệm tốt nhất.

• Sửa lỗi và tối ưu hóa hệ thống

Trong quá trình sử dụng, các hệ thống nhúng có thể gặp phải trục trặc hoặc phát sinh lỗi. Các kỹ sư lập trình sẽ là người xác nhận lại, tìm kiếm nguyên nhân và đưa ra phương án khắc phục trong thời gian nhanh nhất có thể.

Bên cạnh đó, bộ phận lập trình cũng cần nghiên cứu và thực hiện tối ưu hóa các hệ thống nhúng. Điều này cũng sẽ giúp thiết bị hoạt động ổn định và mượt mà hơn.

• Nghiên cứu và phát triển công nghệ mới

Công nghệ là lĩnh vực phát triển liên tục và lập trình nhúng cũng vậy. Các hệ thống, phần mềm… đều cần sự cập nhật liên tục để bắt kịp xu thế cũng như đáp ứng được yêu cầu của người dùng.

Vì thế nên kể cả khi đã đưa hệ thống vào sử dụng rộng rãi, đội ngũ lập trình viên vẫn cần nghiên cứu liên tục để phát triển các công nghệ mới, nâng cao và hoàn thiện tính năng của hệ thống.

4. Yêu cầu đối với lập trình nhúng

Không khó để thấy rằng, các lập trình viên hệ thống nhúng phải thực hiện các công việc có độ khó cao. Cường độ công việc cũng như áp lực mà các kỹ sư phải trải qua cũng lớn hơn nhiều so với các vị trí khác. Vậy nên yêu cầu mà phía nhà tuyển dụng đưa ra dành cho các ứng viên cũng khắt khe hơn hẳn.

Tùy theo từng đơn vị cũng như vị trí cần tuyển dụng mà yêu cầu cụ thể có thể có sự chênh lệch. Tuy nhiên nhìn chung, các kỹ sư lập trình hệ thống nhúng sẽ cần đáp ứng được các yêu cầu dưới đây:

Các yêu cầu về khối kiến thức chuyên môn

• Đảm bảo khối kiến thức nền cơ bản về lập trình, giải thuật và làm việc với cơ sở dữ liệu.

• Hiểu và có thể sử dụng thành thạo các ngôn ngữ lập trình, đặc biệt là các ngôn ngữ được dùng để xây dựng hệ thống nhúng như C++, Python…

• Nắm vững kiến thức về cấu trúc dữ liệu và các hệ điều hành, nhất là Linux.

• Có kiến thức về tự động hóa, điều khiển, vi xử lý… cùng các vấn đề liên quan.

• Đảm bảo kiến thức về các cách giao tiếp như SPI, I2C, PS232, JTAG…

Một số yêu cầu khác

• Có khả năng đọc hiểu và giao tiếp bằng tiếng Anh hoặc các ngoại ngữ khác để đọc, hiểu và sử dụng tài liệu chuyên môn

• Có khả năng làm việc nhóm tốt để đảm bảo sự kết nối với các bộ phận khác trong dự án

• Có khả năng phân tích và xử lý vấn đề tốt, cẩn trọng và tỉ mỉ trong công việc để hạn chế lỗi trong quá trình xây dựng hệ thống…

Ngoài ra, ở một số doanh nghiệp, khi tham gia vào một dự án thuộc một lĩnh vực bất kỳ, doanh nghiệp có thể yêu cầu ứng viên tìm hiểu các kiến thức cơ bản trong lĩnh vực đó. Điều này sẽ giúp các lập trình viên dễ dàng hơn trong việc nghiên cứu, xây dựng và hoàn thiện hệ thống, phần mềm.

5. Lương của lập trình nhúng

Là một mảng của khối ngành công nghệ nên mức lương của các lập trình viên hệ thống nhúng khá cao. Thậm chí, nó còn được đánh giá là thuộc top đầu trong ngành công nghệ thông tin nói riêng và các ngành nghề khác trong nền kinh tế nói chung.

Mức lương trung bình của các kỹ sư lập trình hệ thống nhúng dao động từ 700 tới 1.100$/ tháng, tương đương khoảng 17.000.000 đến 27.000.000 vnđ/người/tháng. Một số doanh nghiệp có thể đưa ra mức lương cao hơn nếu nhân sự đáp ứng được yêu cầu mà phía đơn vị tuyển dụng đưa ra.

Tương tự như những mảng lập trình khác, mức lương của lập trình viên hệ thống nhúng được phân chia theo vị trí và kinh nghiệm làm việc. Số liệu thống kê từ nhiều chuyên trang tìm việc ngành công nghệ cũng cho thấy, các kỹ sư lập trình hệ thống nhúng mới tốt nghiệp có thể nhận được mức lương từ 8 tới 12 triệu đồng.

Sau 2 tới 5 năm làm việc, nhân sự có thể đạt tới level Junior hoặc Midweight và nhận mức lương khoảng 15 tới 20 triệu đồng. Nhân sự ở trình độ Senior, tương đương từ 5 tới 7 năm làm việc có thể nhận được mức lương khoảng 25 tới 30 triệu đồng.

Các vị trí quản lý hoặc trưởng bộ phận hoặc chuyên gia thì có thể đạt tới mức lương từ 35 đến 50 triệu đồng/tháng. Tuy nhiên mức thu nhập này chỉ mang tính chất tham khảo. Tùy theo tình hình thực tế cũng như lĩnh vực cụ thể mà mức lương người lao động thỏa thuận với doanh nghiệp sẽ có sự chênh lệch.

6. Lộ trình học lập trình nhúng

Là một trong những ngành đòi hỏi nhân sự đáp ứng được yêu cầu cao về chuyên môn nên lộ trình theo đuổi lập trình hệ thống nhúng cũng được nhiều kỹ sư IT quan tâm.

Có 2 hình thức mà bạn có thể cân nhắc là học qua trường lớp và tự học tại nhà. Mỗi hình thức sẽ có lộ trình học lập trình nhúng riêng với khối lượng kiến thức khác nhau, cụ thể như sau.

6.1. Lộ trình học qua trường

Nhận thấy nhu cầu về nhân lực của lĩnh vực lập trình hệ thống nhúng nên hiện nay có nhiều trường đại học, cao đẳng cũng như một số trung tâm đào tạo ngành này.

Lộ trình học lập trình nhúng tại các trường đại học

Đây là sự lựa chọn cơ bản và được nhiều người cân nhắc. Lộ trình học tại các trường đại học được đánh giá cao về sự bài bản và toàn diện. Bạn sẽ được đào tạo từ khối kiến thức nền rồi mới tới kiến thức chuyên môn, thực hành và thực tập tại doanh nghiệp.

Chương trình đào tạo tại các trường đại học thường kéo dài 4 đến 6 năm tùy từng đơn vị đào tạo. Tuy nhiên sau khi tốt nghiệp, nhân sự được đào tạo bài bản tại các trường đại học có khả năng được tuyển dụng cao hơn với mức thu nhập hấp dẫn, cơ hội phát triển cũng rộng mở hơn.

Một số trường đại học đào tạo lập trình nhúng chất lượng phải kể đến như:

• Đại học Bách Khoa Hà Nội

• Trường Đại học Công nghệ - Đại học Quốc gia Hà Nội

• Trường Đại học Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc gia TPHCM…

Lộ trình học tại các trường cao đẳng

Các trường cao đẳng cũng là một sự lựa chọn không tồi nếu bạn muốn theo đuổi lập trình hệ thống nhúng. Thời gian đào tạo tại các trường cao đẳng thường kéo dài từ 2 tới 3 năm, tập trung khá nhiều vào thực hành. Tuy nhiên, chương trình đào tạo tại các trường cao đẳng không được đánh giá quá cao vì không thực sự chuyên sâu như tại các trường đại học.

Một số trường cao đẳng đào tạo ngành lập trình nhúng chất lượng có thể kể đến như sau:

• Trường Cao đẳng Công nghệ Bách Khoa Hà Nội

• Trường Cao đẳng Công nghệ Thông tin và Truyền thông - Đại học Thái Nguyên

• Trường Cao đẳng Công nghệ Thông tin và Truyền thông - Đại học Đà Nẵng…

Lộ trình học tại các trung tâm đào tạo

Ngoài ra, bạn cũng có thể lựa chọn các trung tâm chuyên đào tạo ngành lập trình hệ thống nhúng. Thời gian đào tạo ngắn, chi phí không quá cao nhưng chương trình chưa thực sự bài bản nên còn tồn tại nhiều thiếu sót.

6.2. Lộ trình tự học lập trình nhúng

Tuy nhiên, ở thời điểm hiện tại, với nguồn tài nguyên vô tận trên Internet thì bạn hoàn toàn có thể cân nhắc tự học lập trình nhúng. Phương pháp này có thể giúp bạn tiết kiệm khá nhiều chi phí, linh hoạt về thời gian cũng như lựa chọn hình thức học cho phù hợp.

Dù vậy, bạn có thể gặp một số vấn đề khó khăn như thiếu sự hướng dẫn hoặc không có quá nhiều cơ hội thực hành. Lộ trình tự học cũng cần tự xây dựng, tùy theo khả năng cũng như nhu cầu của bản thân. Vì thế nên dù nhiều ưu điểm nhưng không phải ai cũng có thể lựa chọn tự học lập trình hệ thống nhúng.

7. Việc làm lập trình nhúng

Ở thời điểm hiện tại, lập trình nhúng là một trong những lĩnh vực có nhu cầu nhân lực cao. Tuy nhiên, cơ hội việc làm cho nhân sự ngành lập trình nhúng là gì?

Có 3 hướng phát triển chính dành cho các lập trình viên hệ thống nhúng. Mỗi hướng sẽ tập trung vào một khía cạnh riêng biệt với những nhiệm vụ và vai trò riêng, cụ thể:

Embedded software

Đây là hướng phát triển giúp bạn trở thành những nhà phát triển phần mềm chính hiệu. Các kỹ sư lập trình lựa chọn con đường này có thể làm việc tại các công ty, doanh nghiệp hay tập đoàn chuyên về công nghệ, trực tiếp tham gia vào việc xây dựng và phát triển phần mềm cho hệ thống nhúng như Application, Firmware, OS…

Embedded hardware

Nếu ưu tiên phát triển về phần cứng thì Embedded hardware là con đường mà bạn có thể cân nhắc. Các kỹ sư sẽ làm việc như một chuyên gia thiết kế và kiểm tra board mạch.

Hướng đi này đòi hỏi bạn cần có kiến thức vững vàng về phần cứng và điện tử. Nhân sự Embedded hardware cũng sẽ cần nghiên cứu process cụ thể và làm quen trước khi chính thức tham gia vào dự án.

Project Manager

Đối với nhân sự có chuyên môn và kinh nghiệm lâu năm thì PM sẽ là hướng phát triển không tồi. Đây là vị trí đòi hỏi nhân sự cần có cả kiến thức lẫn khả năng quản lý và lãnh đạo. Tuy nhiên bù lại sẽ là mức thu nhập khủng, có thể lên đến vài ngàn đô một tháng cùng chế độ đãi ngộ hấp dẫn.