Embedded system là thuật ngữ vô cùng quen thuộc đối với giới lập trình viên. Trong thời gian gần đây, khi IoT đang trở nên ngày càng phát triển thì Embedded system lại càng được sử dụng nhiều hơn nữa. Vậy Embedded system là gì? Trong bài viết sau đây, BAP Software sẽ giúp bạn đọc hiểu rõ hơn về thuật ngữ này và ứng dụng thực tiễn của nó trong lĩnh vực công nghệ.
1. Embedded system là gì?
Embedded system là tập hợp các ứng dụng được cài đặt trong phần cứng của máy tính. Nguồn: dedicatedcomputing.com
Embedded system là hệ thống các phần mềm tích hợp vào phần cứng của máy tính tạo thành một hệ thống riêng biệt cho nhiều ứng dụng hoạt động. Embedded system có thể là một hệ thống độc lập nhỏ hoặc là một hệ thống tổ hợp lớn. Các hệ thống này có nhiệm vụ thực hiện một công việc dựa trên nguyên tắc tuân thủ một số quy tắc nhất định theo kế hoạch cố định.
2. Đặc điểm của Embedded system
Embedded system đang ngày càng được sử dụng phổ biến hơn. Dưới đây là một số đặc điểm của Embedded system:
- Embedded system được cấu thành bởi các phần cứng, phần mềm, chúng hoạt động dựa vào bộ vi xử lý và các bộ vi điều khiển, đây đều là những mạch tích hợp cung cấp dữ liệu cho việc tính toán.
- Embedded system hoạt động nhờ vào các cảm biến và thời gian tính toán trên IoT và thiết bị kết nối Internet mà không cần người dùng phải hoạt động.
- Mặc dù chạy nhiều dữ liệu nhưng hệ thống nhúng có ưu điểm là tiêu thụ ít điện năng giúp tăng tuổi thọ của pin.
- Hệ thống nhúng cần có một bộ nhớ và phần mềm riêng để vận hành thay vì sử dụng bộ nhớ thứ cấp của máy tính.
- Embedded system được thiết kế để thực hiện các chức năng riêng biệt, phù hợp với từng tình huống cụ thể, từ đó giúp tiết kiệm tài nguyên.
- Các tính năng của hệ thống nhúng được tích hợp sẵn trong phần cứng để đáp ứng nhu cầu sử dụng của người dùng.
3. Cấu trúc cơ bản và quá trình hoạt động của hệ thống nhúng
Embedded system được cấu tạo từ nhiều bộ phận khác nhau, thực hiện các nhiệm vụ khác nhau. Nguồn: thors.com
Embedded system được cấu thành bởi một số phần như sau:
– Phần cứng: Phần cứng là phần có nhiệm vụ kết nối dữ liệu trong hệ thống nhúng. Nó gồm có các mạch thông tin tích hợp kết nối giữa điều khiển, nguồn điện, màn hình LCD…
– Phần mềm: Phần mềm ứng dụng giúp người dùng sử dụng các ứng dụng vận hành trên Embedded system bằng cách chuyển đổi mã đã cài đặt sẵn trong hệ thống.
– Hệ điều hành thời gian thực (RTOS): RTOS theo dõi hoạt động của Embedded system. Có thể xem RTOS là bộ phận giám sát sự phối hợp của phần cứng và phần mềm, cho phép bộ xử lý vận hành dựa trên cơ sở lập lịch để theo dõi tiến độ.
– Cảm biến: Cảm biến có nhiệm vụ đo lường và biến các dấu hiệu vật lý thành tín hiệu điện để bất cứ thiết bị điện tử nào cũng có thể hiểu được tín hiệu này.
– Bộ chuyển đổi AD: Bộ chuyển đổi này có khả năng chuyển đổi dữ liệu từ cảm biến thành tín hiệu số.
– Bộ xử lý ASIC: Bộ xử lý này đánh giá dữ liệu để lưu trữ vào bộ nhớ.
– Bộ chuyển đổi DA: Bộ chuyển đổi kỹ thuật số chuyển dữ liệu từ bộ xử lý thanh dữ liệu tương tự.
– Bộ truyền động: Bộ phận này có nhiệm vụ so sánh đầu ra từ bộ chuyển đổi DA với đầu ra thực tế đã được lưu trữ và phê duyệt.
Embedded system hoạt động nhờ vào một CPU trong thiết bị điện tử. Không chỉ vậy, Embedded system còn được quản lý bởi bộ vi điều khiển hoặc bộ xử lý hiệu số (DSP), mạng tích hợp riêng cho các ứng dụng, mạng cổng có thể lập trình, công nghệ GPU và mảng cổng. Những bộ phận này kết nối với các thành phần dành riêng cho việc xử lý giao diện.
Trong cơ chế hoạt động của Embedded system , phần cứng lưu trữ bộ nhớ trong, chạy các dữ liệu, kết nối với các thiết bị khác bằng thiết bị ngoại vi.
4. Mối quan hệ giữa IoT và Embedded system
Hệ thống nhúng và IoT có mối quan hệ mật thiết với nhau trong quá trình vận hành. Nguồn: timesys.com
Trước hết, để hiểu rõ tầm quan trọng của hệ thống nhúng trong IoT, chúng ta cần biết IoT là gì? IoT là từ viết tắt của “Internet Of Things”, đây là các hệ thống nhúng, có vai trò kết nối mọi thứ với Internet.
Hệ thống nhúng trong thiết bị IoT đóng vai trò là phần cứng, tất cả những thiết bị IoT đều hoạt động dựa trên Embedded system.
Hiểu một cách đơn giản, IoT là môi trường cho phép các công nghệ kết nối nhiều thiết bị, nền tảng và mạng. Do vậy, IoT tạo ra một mạng lưới trao đổi dữ liệu theo cách riêng biệt.
Các hệ thống nhúng được vận hành trong IoT có thể giúp xử lý các công việc hiệu quả và tách bạch nhau, từ đó giúp nâng cao hiệu suất làm việc trong Embedded system.
5. Một số ứng dụng thực tiễn của Embedded system
Embedded system là hệ thống được sử dụng trong nhiều thiết bị điện tử. Nguồn: rs-online.com
Embedded system được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau như: Y tế, điện tử viễn thông, kỹ thuật số, các thiết bị điện tử tiêu dùng, máy móc công nghệ, thiết bị sản xuất…
– Trong lĩnh vực công nghệ ô tô:
Embedded system ứng dụng trong việc kiểm soát động cơ, theo dõi hành trình di chuyển, điều khiển túi khí, đảm bảo an toàn cho xe, hỗ trợ truy cập E-com…
– Trong lĩnh vực tiêu dùng:
Hệ thống nhúng được ứng dụng trong các loại máy móc như máy giặt, đồng hồ đeo tay, máy chơi trò chơi điện tử từ xa…
– Trong lĩnh vực y tế:
Embedded system được sử dụng trong máy theo dõi nhịp tim, máy lọc máu, máy tạo nhịp tim và nhiều ứng dụng khác.
– Trong lĩnh vực viễn thông:
Embedded system sử dụng trong hệ thống truyền thông không dây, hệ thống điện toán. Nhờ có hệ thống nhúng mà quá trình truyền thông tin không dây hiệu quả và nhanh chóng hơn rất nhiều.
– Trong lĩnh vực công nghiệp:
Hệ thống nhúng hỗ trợ cảnh sát kiểm soát giao thông, quản lý kho và hàng hóa, theo dõi hoạt động sản xuất của nhà máy.
Bên cạnh đó, Embedded system còn được ứng dụng trong việc thanh toán trên điện thoại di động, ứng dụng trong ngành hàng không vũ trụ, hệ thống mạng và các thiết bị ngoại vi, ứng dụng trong ngành sản xuất các loại tivi, máy ảnh kỹ thuật số, máy nghe nhạc thông minh, lò vi sóng, máy phát sóng GPS… Ngoài ra, Embedded system giúp phát triển một số mảng trong lĩnh vực quân sự.
6. Các yêu cầu chuyên môn với Embedded Developer
Hiện nay, Embedded system ngày càng được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực. Do vậy, nhu cầu nhân lực về lĩnh vực này cũng ngày càng tăng lên đi kèm với những yêu cầu chuyên môn cao.
Để trở thành nhà phát triển hệ thống nhúng tài giỏi thì bạn cần đáp ứng được những tiêu chuẩn sau:
- Đầu tiên, bạn cần học tập và nghiên cứu các kiến thức liên quan đến lập trình C/C++, trau dồi kỹ năng sử dụng các ngôn ngữ lập trình.
- Sử dụng thành thạo các lệnh điều khiển và làm quen với cấu hình của phần mềm, phần cứng.
- Tìm tòi, học hỏi cách thức phát triển và quản lý cấu hình phần mềm bằng các công cụ như Perforce, SVN…
- Trau dồi kỹ năng quản lý, kỹ năng làm việc nhóm, không ngừng học hỏi và cập nhật các kiến thức mới về lập trình và công nghệ thông tin.
Kết luận
Như vậy, Embedded systems là hệ thống đóng vai trò vô cùng quan trọng đối với lĩnh vực công nghệ thông tin. Embedded system không chỉ có cấu hình và cách thức hoạt động cực kỳ hiệu quả khi tích hợp với IoT mà còn có những đặc điểm riêng biệt có thể ứng dụng trong nhiều ngành nghề.
Mong rằng, với những kiến thức mà chúng tôi chia sẻ thì bạn đã có cái nhìn chi tiết hơn về hệ thống nhúng. Nếu bạn đang có nhu cầu triển khai các loại dịch vụ công nghệ thông tin hãy liên hệ ngay với chúng tôi. BAP luôn sẵn sàng tư vấn và hỗ trợ bạn 24/7.
