Mọi thứ bạn cần biết về phát triển hệ thống nhúng

Các nhà phát triển phần mềm hệ thống nhúng gặp vô vàn khó khăn trong quá trình lập trình. Tuy nhiên, với các công cụ hỗ trợ phù hợp, các lập trình viên có thể vượt qua những thách thức đó một cách dễ dàng và tối đa hóa năng suất của cả nhóm. Trong bài viết dưới đây, FUNiX sẽ giúp bạn hiểu thêm về hệ thống nhúng và các công cụ giúp việc phát triển hệ thống nhúng hiệu quả hơn!

>> Sinh viên trường Top học FUNiX để đón đầu việc làm công nghệ

Hệ thống nhúng là gì?

Hệ thống nhúng là một hệ thống phần cứng được thiết kế để giải quyết một vấn đề cụ thể, cùng với phần mềm điều khiển hệ thống. Nó có thể được sử dụng trong các thiết bị IoT, thiết bị y tế, rô bốt và ô tô.

Phần mềm hệ thống nhúng là gì?

Phần mềm hệ thống nhúng – còn được gọi là firmware – là phần mềm được thiết kế để xử lý và vận hành phần cứng.

Tổng quan về quy trình phát triển phần mềm cho hệ thống nhúng

Việc phát triển phần mềm cho các hệ thống nhúng gắn liền với phần cứng và thường liên quan đến các quy trình điều khiển cụ thể. Để phát triển hệ thống nhúng, các lập trình viên cần thực hiện những bước sau:

• Xem xét các yêu cầu cụ thể đối với dự án.
• Xây dựng và sử dụng lại các thành phần khi có thể.
• Xác thực, xác thực và xác thực.
• Thử nghiệm.
• Khởi chạy sản phẩm – gửi các tệp phần cứng và phần mềm đến nhà sản xuất.

Công cụ phát triển phần mềm hệ thống nhúng

Để phát triển phần mềm hệ thống nhúng, lập trình viên cần các công cụ phát triển phần mềm tiêu chuẩn và được thiết kế dành riêng cho việc phát triển hệ thống nhúng. Để quản lý các tiến trình trên một cách chặt chẽ, các lập trình viên nên sử dụng một trong số những công cụ dưới đây.

• Phần mềm kiểm soát phiên bản VCS để theo dõi sự thay đổi về code giữa các phiên bản và cho phép nhiều nhà phát triển cùng làm việc trên một dự án. Việc kiểm soát các phiên bản lập trình là đặc biệt quan trọng vì nó cho phép hiển thị các phiên bản phần mềm cũ hơn để kiểm tra.
• Các trình biên dịch để chuyển đổi code thành ngôn ngữ mà máy tính có thể hiểu được.
• Công cụ tự động hóa giúp chạy tự động các phần phát triển phần mềm liên quan đến xây dựng, thử nghiệm và triển khai phần mềm bằng quy trình CI/ CD.
• Công cụ phân tích code để xác định các lỗi, lỗ hổng bảo mật và các vấn đề liên quan trong quá trình viết code. Ngoài ra,  các công cụ này còn có thể giúp cải thiện chất lượng code và hiệu suất của sản phẩm phần mềm.
• Trình mô phỏng phần cứng từ các nhà cung cấp như Synopsys hoặc Cadence giúp chạy mô phỏng chính xác theo chu kỳ của nền tảng phần cứng. Thông thường, các mô hình hành vi của phần cứng hoặc nền tảng mô phỏng phần cứng cũng được sử dụng song song.

Những khó khăn thường gặp khi phát triển phần mềm hệ thống nhúng

Thách thức lớn nhất đối với phát triển phần mềm nhúng là nó liên kết rất chặt chẽ với phần cứng. Điều này có thể gây ra sự gián đoạn trong quá trình phát triển phần mềm theo một số cách dưới đây.

Phát triển song song

Những thay đổi hoặc cập nhật đối với phần cứng có tác động đáng kể đến phần mềm vì cả hai được thiết kế để hoạt động liền mạch với nhau, do đó, phát triển song song là việc không tránh khỏi. Do phần mềm và trình điều khiển cần ít phần cứng để thực thi và thử nghiệm, phát triển phần mềm thường đi sau phát triển phần cứng.

Sự hợp tác giữa các lập trình viên

Bất kỳ thay đổi phần cứng nào cũng phải được nhóm phát triển phần mềm hiểu rõ. Chức năng phần mềm được gắn rất chặt chẽ với phần cứng, nên nếu thời gian phản hồi của phần cứng, khả năng lập trình hoặc vị trí thanh ghi thay đổi, phần mềm có thể hoạt động sai.

Truy xuất nguồn gốc

Các thay đổi phần cứng cơ bản thay đổi nhanh nên cần được phối hợp nhuần nhuyễn với nhóm phát triển phần mềm. Hơn nữa, khả năng tương thích giữa các thành phần phần cứng và trình điều khiển phần mềm hoặc giao diện có thể là một thách thức. Để sửa lỗi trong trong hệ thống nhúng đòi hỏi bạn phải hiểu chính xác những gì đã được triển khai.

Đó là lý do tại sao khả năng truy xuất nguồn gốc trong quá trình phát triển phần mềm hệ thống nhúng rất quan trọng. Nó đảm bảo chất lượng, giảm thiểu rủi ro bảo mật và đảm bảo sự tuân thủ các yêu cầu lập trình.

Khóa học phát triển hệ thống nhúng

Trước nhu cầu nhân lực của thị trường, nhiều khóa học phát triển hệ thống nhúng được triển khai nhằm mang đến cơ hội học tập CNTT cho các bạn trẻ. Đặc biệt, với xu thế “distance learning” đang phát triển rầm rộ vài năm gần đây thì các chương trình học online ngắn hạn lại được quan tâm hơn cả. Nếu bạn muốn vừa học vừa thực hành song song trong thời gian ngắn để đi làm ngay, thì FUNiX là lựa chọn tốt nhất dành cho bạn.

FUNiX đã phối hợp với Công ty Lumi Smarthome Việt Nam cùng xây dựng khóa học lập trình nhúng IOT cùng LUMI để chuẩn bị nguồn kỹ sư có năng lực, đáp ứng xu hướng IOT tất yếu của CMCN 4.0.  Thông qua kit thực hành riêng 1-1 chỉ duy nhất có tại FUNIX, người học sẽ sẵn sàng các kỹ năng cơ bản để bắt đầu làm việc ngay tại một trong các các công ty lớn nhất tại Việt Nam.

Bài gốc: https://www.perforce.com/blog/vcs/embedded-system-software

Phạm Thị Thanh Ngọc (theo Perforce)