Lập trình nhúng là gì? Ưu nhược điểm của ngôn ngữ lập trình nhúng

• Lập trình nhúng học ngành gì? Kiến thức lập trình nhúng có khó không?
• Top 5 sách lập trình nhúng cực hay cho người mới bạn nên tham khảo
• Thị trường lập trình nhúng tuyển dụng sôi động 2023. Gợi ý bạn những kỹ năng cần thiết
• 5G trong ngành ô tô trở nên hiệu quả và an toàn hơn như thế nào?
• Tầm quan trọng của hệ thống phần mềm nhúng đối với hiệu quả kinh doanh

Quyết định về ngôn ngữ lập trình nhúng có thể là quyết định xây dựng quan trọng nhất mà bạn đưa ra. Đây là lời khuyên của tôi về việc sử dụng và chọn ngôn ngữ cũng như các mẹo từ các chuyên gia phát triển khác.

1. Ngôn ngữ lập trình nhúng là gì?

Ngôn ngữ lập trình nhúng là ngôn ngữ lập trình mà các nhà phát triển sử dụng trong các hệ thống nhúng. Nói chung, các ngôn ngữ cung cấp quyền truy cập cấp thấp vào phần cứng thiết bị. Các nhà phát triển sử dụng một số ngôn ngữ lập trình phổ biến cho các hệ thống nhúng. 

>>> Xem thêm bài viết: Môi trường làm việc kỹ sư ô tô? Làm thế nào để trở thành một kỹ sư ô tô

2. Ngôn ngữ lập trình nào được sử dụng trong các hệ thống nhúng?

Các nhà phát triển sử dụng nhiều ngôn ngữ lập trình trong các hệ thống nhúng. Các ngôn ngữ được sử dụng nhiều nhất bao gồm C, C++, Python, MicroPython và Java. 

2.1 Ngôn ngữ lập trình C

Được phát triển vào đầu những năm 1970, C là một ngôn ngữ được biên dịch đóng vai trò là khối xây dựng của nhiều ngôn ngữ khác.

• Ưu điểm: C là một ngôn ngữ lập trình hiệu quả và được sử dụng rộng rãi. Các ước tính trong ngành cho biết 80% hệ thống nhúng sử dụng ngôn ngữ lập trình C. 
• Nhược điểm : Yêu cầu các nhà phát triển hiểu và sử dụng các kỹ thuật viết mã kỹ thuật có thể phức tạp.

2.2 C++

Ngôn ngữ C++ có hầu hết hoặc tất cả các thành phần của C, ngoài ra ngôn ngữ này được thiết kế một phần cho lập trình hệ thống và các hệ thống nhúng.

• Ưu điểm: C++ có thể hiệu quả như sử dụng C, nhưng nó có một thư viện tiêu chuẩn có thể giúp lập trình viên tiết kiệm thời gian viết mã.
• Nhược điểm: Một ngôn ngữ phức tạp có thể khó học.

2.3 Python

Được phát triển vào đầu những năm 1980 (và được đặt theo tên của diễn viên hài người Anh Monty Python), Python là một ngôn ngữ lập trình phổ biến. Nó vượt trội về máy học, trí tuệ nhân tạo (AI) và phân tích dữ liệu, nhưng bạn có thể sử dụng nó trong nhiều ứng dụng khác.

• Ưu điểm: Ngôn ngữ này là mã nguồn mở, miễn phí sử dụng và dễ học, đọc và viết. 
• Nhược điểm: Ngôn ngữ này không dành cho hệ điều hành thời gian thực (RTOS).

2.4 Java

Java là một ngôn ngữ có mục đích chung, hiệu quả được sử dụng rộng rãi cho các ứng dụng dựa trên internet. Trong các hệ thống nhúng, Java là tốt nhất cho những hệ thống chạy trên hệ điều hành Android.

• Ưu điểm: Sau khi được viết trong một hệ thống nhúng, mã có thể di chuyển sang thiết bị khác và khá đáng tin cậy.
• Nhược điểm: Ngôn ngữ có thể phức tạp, dẫn đến các vấn đề về hiệu suất, bao gồm cả những ngôn ngữ có giao diện người dùng đồ họa (GUIs). Bạn không thể sử dụng Java trong các hệ thống thời gian thực.

2.5 JavaScript

JavaScript là ngôn ngữ lập trình dựa trên văn bản được sử dụng trong một số hệ thống nhúng.

• Ưu điểm: Một lựa chọn tốt nếu hệ thống của bạn dựa trên HTML5 và yêu cầu mạng và đồ họa quan trọng.
• Nhược điểm: Hiệu quả thời gian chạy kém và có thể khó bảo trì.

3. Cách chọn ngôn ngữ phù hợp cho dự án lập trình nhúng của bạn

Khi lựa chọn ngôn ngữ lập trình cho hệ thống nhúng, các chuyên gia cho rằng bạn phải hiểu điểm mạnh và điểm yếu của từng ngôn ngữ. Điều quan trọng không kém là phải biết những hạn chế và mục tiêu của hệ thống của bạn.

Đối với nhiều hệ thống nhúng, C hoặc C++ sẽ là lựa chọn tốt nhất. Một phần là do chúng là ngôn ngữ “được biên dịch” và cực kỳ hiệu quả. Trong các ngôn ngữ được biên dịch, máy (hoặc thiết bị nhúng) trực tiếp dịch mã, có nghĩa là ngôn ngữ này nhanh và ổn định.

Các thiết bị có bộ nhớ hoặc nguồn tối thiểu thường sẽ yêu cầu hiệu quả đó. Vì vậy, các lập trình viên thường sử dụng C hoặc C++ trong các thiết bị đó. C hoặc C++ thường được sử dụng trong các bộ vi điều khiển và trong các thiết bị nhúng sử dụng hệ điều hành thực. Những hệ thống đó cũng đòi hỏi tốc độ và hiệu quả mà C và C++ cung cấp. Bạn cũng sẽ tìm thấy C và C++ trong một số hệ thống nhúng khác. Một số chuyên gia ước tính rằng khoảng 80% của tất cả các hệ thống nhúng sử dụng ngôn ngữ lập trình C.

Nhưng hệ thống nhúng của bạn cũng có thể hoạt động tốt, hoặc tốt hơn, với ngôn ngữ lập trình “được thông dịch”. Với ngôn ngữ được thông dịch, thiết bị nhúng không trực tiếp dịch mã. Thay vào đó, một chương trình thông dịch khác chạy trên thiết bị sẽ thực thi mã. Đối với một số hệ thống nhúng, lợi thế của ngôn ngữ thông dịch sẽ rất quan trọng. Không giống như các ngôn ngữ được biên dịch, các ngôn ngữ thông dịch có thể dễ dàng di chuyển từ hệ điều hành này sang hệ điều hành khác. Chúng cũng dễ dàng hơn nhiều đối với các lập trình viên để học, đọc và viết.

Python và JavaScript là những ví dụ về ngôn ngữ lập trình được giải thích. Vì các ngôn ngữ được thông dịch yêu cầu xử lý thêm nên chúng thường hoạt động chậm hơn các ngôn ngữ được biên dịch mặc dù tốc độ của chúng đang được cải thiện. Nếu thiết bị nhúng của bạn sử dụng máy học, thì Python và MicroPython có những lợi thế rõ rệt.

Nếu bạn có nhu cầu học lập trình nhúng hãy điền form đăng ký dưới đây nhé:

>>> Tham khảo chuỗi bài viết liên quan:

Học lập trình ô tô: Cơ hội tiềm năng trong kỷ nguyên số

Xe ô tô tự lái là gì? Xe ô tô tự lái hoạt động như thế nào

Ưu và nhược điểm của xe ô tô tự lái chi tiết nhất

9 Xu hướng học máy hàng đầu tính đến 2025

Nguyễn Cúc