Qua quá trình trao đổi và làm việc với các kỹ sư trẻ, chúng tôi nhận thấy một xu hướng đáng chú ý trong đào tạo lập trình vi điều khiển hiện nay: Nhiều chương trình đào tạo đang tập trung chủ yếu vào việc sử dụng thư viện (libraries) do hãng cung cấp. Trong khi đó, các kiến thức nền tảng về kiến trúc vi xử lý, nguyên lý giao tiếp phần cứng, và đặc biệt là kỹ năng lập trình trực tiếp trên thanh ghi (register-level programming) lại chưa được chú trọng đúng mức.
Không thể phủ nhận rằng, việc sử dụng thư viện giúp rút ngắn đáng kể thời gian phát triển sản phẩm và là yêu cầu thực tế trong nhiều dự án.
Tuy nhiên, với tư cách là những người làm kỹ thuật lâu năm, chúng tôi tin rằng phương pháp đào tạo này là chưa toàn diện và có thể mang lại một số hạn chế lâu dài cho người học.
1. Yêu cầu Thực tế từ các Dự án Đặc thù
Hiện tại và cả trong tương lai, ngành lập trình nhúng vẫn luôn tồn tại nhiều phân khúc dự án đòi hỏi kỹ sư phải thao tác trực tiếp trên thanh ghi. Một ví dụ điển hình là các dự án porting (chuyển đổi) hệ thống sang một dòng chip mới, khi mà các lớp thư viện hỗ trợ chưa hề tồn tại hoặc chưa hoàn thiện.
2. Tối ưu Hiệu năng (Performance)
Sử dụng thư viện thường đi kèm với một lớp trừu tượng (abstraction layer), điều này có thể làm giảm hiệu năng hệ thống. Đối với các chức năng yêu cầu độ trễ cực thấp (low latency) hoặc cần tối ưu tài nguyên phần cứng, việc can thiệp và lập trình trực tiếp trên thanh ghi là giải pháp bắt buộc để đảm bảo hiệu suất.
3. Hiểu rõ Bản chất Phần cứng
Đây là lý do quan trọng nhất. Việc bỏ qua lập trình thanh ghi khiến người học mất đi cơ hội hiểu sâu sắc bản chất bên trong của phần cứng. Khi chỉ làm việc ở “bề mặt” (thông qua thư viện), kỹ sư sẽ gặp khó khăn trong việc gỡ lỗi (debug) các vấn đề phức tạp và bị hạn chế tư duy giải quyết vấn đề khi đối mặt với những thách thức ngoài khuôn khổ thư viện cung cấp.
Kết luận
Việc học lập trình nhúng cũng tương tự như học lập trình cơ bản. Chúng ta cần bắt đầu từ ngôn ngữ C và các cấu trúc giải thuật nền tảng trước khi chuyển sang các ngôn ngữ bậc cao và áp dụng framework.
Tương tự, trong lĩnh vực nhúng, việc rèn luyện tư duy từ những kiến trúc cơ bản (như 8051, lập trình assembly, thao tác thanh ghi) là bước đệm vô cùng quan trọng. Nền tảng vững chắc này sẽ giúp các kỹ sư làm chủ công nghệ, thay vì chỉ là “người dùng thư viện”, trước khi phát triển lên các hệ thống phức tạp hơn.