Phần mềm nhúng embedded software là gì

Embedded software là gì

Phần mềm nhúng hay embedded software là lập trình chuyên biệt trong các thiết bị không phải PC, là một phần của vi mạch hoặc là một phần của ứng dụng khác nằm trên chip để điều khiển các chức năng cụ thể của thiết bị. Không giống như phần mềm ứng dụng, có thể được cài đặt trên nhiều hệ thống máy tính và được sửa đổi để cung cấp các mức chức năng khác nhau, phần mềm nhúng có các yêu cầu và khả năng phần cứng cố định. Nó được tạo riêng cho thiết bị cụ thể mà nó chạy, với các hạn chế về xử lý và bộ nhớ gắn trực tiếp với thông số kỹ thuật của thiết bị đó.

Sự khác biệt giữa firmware và embedded software

Mặc dù hai thuật ngữ này đôi khi được sử dụng thay thế cho nhau, firmware thực sự là một loại embedded software. Mặc dù embedded software được sử dụng cho một chức năng cụ thể góp phần vào mục đích chung của thiết bị, thì firmware đặc biệt đóng vai trò như một hệ điều hành (OS) tối giản cung cấp hướng dẫn cho tất cả các điều khiển, giám sát của thiết bị và các chức năng thao tác dữ liệu. Để giúp bạn phân biệt giữa hai phần mềm này, hãy nhớ: Tất cả firmware đều là embedded software, nhưng không phải tất cả embedded software đều là firmware. Sự khác biệt chính đến trong chu kỳ phát triển của cả hai. Thông thường, firmware được phát triển cùng với phần cứng (thiết kế chip) để tối ưu hóa hoạt động tiêu thụ điện năng, tốc độ và bảo mật, trong khi embedded software được phát triển để tuân thủ nhu cầu của sản phẩm tổng thể hoặc hệ thống.

Phần mềm nhúng và hệ thống nhúng

Các thành phần phần cứng trong một thiết bị đang chạy phần mềm nhúng được gọi là hệ thống nhúng (embedded system). Một số ví dụ về các thành phần phần cứng được sử dụng trong hệ thống nhúng là mạch cấp nguồn, bộ xử lý trung tâm, thiết bị bộ nhớ flash, bộ định thời và cổng giao tiếp nối tiếp. Trong giai đoạn thiết kế ban đầu của một thiết bị, phần cứng sẽ tạo nên hệ thống nhúng và cấu hình của nó trong thiết bị sẽ được quyết định. Sau đó, phần mềm nhúng được thiết kế từ đầu để chạy độc quyền trên phần cứng đó với cấu hình chính xác đó. Điều này làm cho thiết kế phần mềm nhúng trở thành một lĩnh vực rất chuyên biệt, đòi hỏi kiến thức sâu sắc về khả năng phần cứng và lập trình máy tính.

Ví dụ về các tính năng dựa trên ứng dụng phần mềm nhúng

Hầu hết mọi thiết bị được tạo ra từ bảng mạch và chip máy tính đều có các thành phần được sắp xếp thành một hệ thống chạy phần mềm nhúng. Các hệ thống phần mềm nhúng phổ biến trong cuộc sống hàng ngày có thể thấy trong công nghệ tiêu dùng, công nghiệp, ô tô, hàng không vũ trụ, y tế, thương mại, viễn thông và quân sự.

Các ví dụ phổ biến về các tính năng dựa trên ứng dụng phần mềm nhúng bao gồm:

Hệ thống chống bó cứng phanh trên ô tô

Hệ thống xử lý hình ảnh trong thiết bị hình ảnh y tế

Hệ thống điều khiển fly-by-wire trên máy bay

Hệ thống phát hiện chuyển động trong camera an ninh

Hệ thống kiểm soát giao thông được tìm thấy trong đèn giao thông

Hệ thống thời gian và tự động hóa có trong các thiết bị nhà thông minh

Các ví dụ phổ biến về các tính năng dựa trên ứng dụng phần mềm ô tô bao gồm:

Các tính năng ADAS (Hệ thống hỗ trợ người lái nâng cao) như Kiểm soát hành trình thích ứng, phanh khẩn cấp tự động, hỗ trợ giữ làn đường, hỗ trợ giao thông, cảnh báo chệch làn đường

Hệ thống quản lý pin

Bù mô-men xoắn