Kỹ Sư Lập Trình Smart Home (IoT, Embedded, C#, C++)

ISR phải ngắn và nhanh: ghi nhận sự kiện, lấy dữ liệu tối thiểu, rồi để phần xử lý nặng cho task hoặc vòng lặp chính.

• Không gọi hàm có thể block (delay, chờ mutex), không printf, tránh cấp phát động.
• Biến dùng chung với code chính khai báo volatile và truy cập atomic, hoặc tắt ngắt ngắn khi đọc dữ liệu nhiều byte.
• Xoá cờ ngắt đúng cách để không bị gọi lại liên tục.
• Với RTOS, chỉ dùng API dành cho ngắt (vd. hàm có hậu tố FromISR trong FreeRTOS) để báo task qua semaphore, queue hoặc task notification.
• Dùng ring buffer cho dữ liệu đến liên tục như UART.

Người phỏng vấn muốn nghe: bạn biết về độ ưu tiên ngắt, ngắt lồng nhau, và cách đo thời gian chạy ISR bằng cách bật tắt một chân GPIO rồi xem trên oscilloscope.

Super-loop chạy tuần tự các việc trong một vòng while(1), đơn giản nhưng một việc chậm sẽ làm trễ mọi việc khác. RTOS có scheduler preemptive theo độ ưu tiên, giúp các việc cần thời gian thực được đáp ứng đúng hạn.

• Mutex: khoá loại trừ cho tài nguyên dùng chung, có khái niệm sở hữu (ai khoá thì người đó mở) và thường có priority inheritance để giảm đảo ưu tiên.
• Binary semaphore: dùng để báo hiệu giữa ISR và task hoặc giữa các task, không có sở hữu.
• Counting semaphore: quản lý N tài nguyên giống nhau.

Hay sai: dùng semaphore thay mutex để bảo vệ tài nguyên, gặp priority inversion: task ưu tiên cao chờ task thấp đang giữ khoá, trong khi task trung bình chiếm CPU.

Người phỏng vấn muốn nghe: bạn biết đặt độ ưu tiên task và kích thước stack hợp lý, và từng phát hiện stack overflow.

Undefined behavior (UB) là những thao tác mà chuẩn ngôn ngữ không quy định kết quả. Compiler được phép giả định UB không bao giờ xảy ra và tối ưu theo giả định đó, nên lỗi có thể chỉ lộ ra ở bản build -O2 hoặc trên một compiler khác.

Ví dụ hay gặp:

• Tràn số nguyên có dấu (tràn số không dấu thì được định nghĩa là quay vòng).
• Truy cập mảng ngoài phạm vi, dereference con trỏ null hoặc dangling.
• Đọc biến chưa khởi tạo, data race giữa các thread.
• Vi phạm strict aliasing, vd. ép float* sang int* rồi đọc (nên dùng memcpy hoặc std::bit_cast từ C++20).

Phát hiện: bật cảnh báo -Wall -Wextra, chạy test với -fsanitize=address,undefined, dùng static analysis (clang-tidy, cppcheck, MISRA checker).

Người phỏng vấn muốn nghe: "chạy đúng trên máy tôi" không chứng minh code không có UB.

GC quản lý heap theo thế hệ: object mới ở Gen 0, sống sót qua lần thu gom thì lên Gen 1, Gen 2. Phần lớn object chết trẻ nên thu gom Gen 0 rất rẻ. Object lớn (khoảng từ 85 KB) vào Large Object Heap và chỉ được thu cùng Gen 2.

GC chỉ thu hồi bộ nhớ managed. Tài nguyên khác như file, socket, kết nối DB cần giải phóng chủ động qua IDisposable:

await using var conn = new NpgsqlConnection(cs);
using var stream = File.OpenRead(path);

• Finalizer chỉ là lưới an toàn, chạy không xác định thời điểm và tốn chi phí.

Hay sai: tạo mới HttpClient cho mỗi request rồi dispose, dễ cạn socket. Hãy dùng IHttpClientFactory hoặc một instance dùng chung.

Thu thập số liệu trước, đoán sau: xem metrics, chụp dump hoặc trace, rồi phân tích.

1. Theo dõi bằng dotnet-counters: heap size, số lần GC từng gen, thread pool queue length, exception rate.
2. Leak bộ nhớ: chụp hai lần dotnet-gcdump hoặc dotnet-dump cách nhau một khoảng, so sánh loại object tăng và tìm ai đang giữ tham chiếu.
3. CPU cao hoặc treo: dotnet-trace để xem hot path; thread pool queue tăng thường do sync-over-async.

Nguyên nhân hay gặp: event handler không gỡ đăng ký, cache static không giới hạn kích thước, giữ DbContext quá lâu, regex hoặc serialize lặp lại trong vòng lặp nóng.

Người phỏng vấn muốn nghe: một ca thực tế bạn từng xử lý, công cụ đã dùng và kết quả trước/sau.

Trình bày theo lớp và nhấn vào phân vùng, dự phòng, quản lý.

• Phân VLAN: nhân viên, server, quản trị thiết bị, camera/IoT, Wi-Fi khách.
• Firewall ở biên và giữa các VLAN; Wi-Fi khách chỉ ra Internet, không vào mạng nội bộ.
• Core/access: switch L3 ở lõi, switch access có PoE cho AP và điện thoại IP; cân nhắc dự phòng đường lên.
• Internet: hai đường truyền từ hai nhà mạng, failover hoặc cân bằng tải.
• Dịch vụ: DHCP, DNS nội bộ, NTP, VPN cho làm việc từ xa.
• Vận hành: giám sát (SNMP, syslog), backup cấu hình thiết bị, sơ đồ mạng và tài liệu IP.

Người phỏng vấn muốn nghe: hỏi lại nhu cầu và ngân sách trước khi chốt thiết bị.

Cần thu thập dấu vết từ thiết bị trước, sau đó tái hiện trong phòng lab.

• Lưu nguyên nhân reset: đọc thanh ghi reset cause (watchdog, brown-out, hard fault) khi khởi động và ghi vào flash hoặc gửi log lên.
• Hard fault handler: lưu các thanh ghi PC, LR và stack frame để biết lệnh gây lỗi, sau đó tra file .map hoặc addr2line.
• Stack overflow: bật kiểm tra stack của RTOS, tô mẫu (stack painting) để đo mức dùng tối đa.
• Watchdog: chỉ "đá" watchdog khi mọi task quan trọng còn sống, không đá trong ISR timer.
• Kiểm tra phần cứng: nguồn sụt áp, nhiễu, nhiệt độ.

Trong lab dùng JTAG/SWD với GDB, logic analyzer và chạy stress test dài.

Người phỏng vấn muốn nghe: một ca thật bạn đã xử lý, cách khoanh vùng và cách chứng minh đã sửa đúng.

Dữ liệu chia sẻ giữa các thread mà có ít nhất một thread ghi thì phải đồng bộ, nếu không là data race (undefined behavior).

• std::mutex với std::lock_guard hoặc std::scoped_lock (khoá nhiều mutex không deadlock): dùng cho vùng găng có nhiều biến hoặc logic phức tạp.
• std::atomic<T>: cho biến đơn lẻ như cờ, bộ đếm, không cần khoá.
• Memory order: mặc định seq_cst an toàn nhất. acquire/release dùng cho mẫu producer/consumer; relaxed chỉ cho bộ đếm thống kê không cần thứ tự.
• C++20 bổ sung std::jthread (tự join, có stop token), std::latch, std::barrier, std::counting_semaphore.

std::atomic<int> hits{0};
hits.fetch_add(1, std::memory_order_relaxed);

Hay sai: dùng memory order yếu khi chưa thật hiểu, hoặc lock-free hoá sớm khi mutex đã đủ nhanh. Kiểm tra bằng ThreadSanitizer.

Tách phần phụ thuộc phần cứng ra sau một lớp trừu tượng, để logic nghiệp vụ chạy và test được trên máy tính.

• Phân lớp: driver thanh ghi / HAL → BSP → service (giao thức, lưu trữ) → application.
• Dependency inversion: application phụ thuộc interface (struct chứa con trỏ hàm trong C, abstract class hoặc template trong C++), không gọi thẳng thanh ghi.
• Single responsibility: mỗi module một việc, như đọc cảm biến, lọc tín hiệu, gửi dữ liệu.
• Unit test trên host với Unity, CppUTest hoặc GoogleTest bằng driver giả; test trên phần cứng (HIL) cho phần còn lại.
• Máy trạng thái (state machine) rõ ràng cho logic phức tạp.
• CI build nhiều target, chạy static analysis và kiểm tra theo chuẩn code (vd. MISRA).

Người phỏng vấn muốn nghe: bạn cân đối được giữa trừu tượng hoá và giới hạn RAM, flash, thời gian thực.

Chọn sai lầm thật, có hậu quả vừa phải, nhận trách nhiệm rõ ràng, và nhấn mạnh việc bạn đã thay đổi sau đó.

Cấu trúc: chuyện gì xảy ra, phần lỗi của bạn, bạn khắc phục ngay thế nào, bài học và thay đổi lâu dài.

Câu mẫu: "Có lần em deploy một thay đổi cấu hình lên production vào chiều thứ Sáu mà không kiểm tra kỹ trên staging, làm một tính năng lỗi khoảng một giờ. Em báo ngay cho lead, rollback và viết báo cáo sự cố. Sau đó em đề xuất checklist trước deploy và quy ước hạn chế deploy cuối tuần; team áp dụng tới giờ."

Hay sai: kể một "thất bại" thực ra là khoe, đổ lỗi cho người khác, hoặc nói mình chưa từng thất bại.