Необходимая база для входа в Embedded?
Работал в embedded с 1999 по 2010. В то время был хорошим электроником, разрабатывал схемы с МК, сам и проги писал. С достаточно, понимание С++ желательно, так как были варианты, когда с Майкрософт присылали исходники аудиокодеков на С++, хотя конечно возможности плюсов использовались по минимуму. Но надо было все это переложить на Си для дохлого встроенного проца. А так у меня в стеке C, C++, C#, Matlab для моделирования нейронок и DSP и всякая мелочь типа питончика и иже с ним.
Embeded в России плох тем, что очень мало вакансий и они низкооплачиваемые, так что по карьере не советую, жена потом уйдет )).
1. Вот сразу вы в понторезку ушли. Эмбеддер выбирает кристалл под задачу. Где то  и attiny85 будет толстой. 
2. Ардуина это отладочная плата, не хотите ее песочницы используйте голый тулчейн
3. Да много нужно, алгоритмы Кнутта например почитать, опять же многие тулзы только под линуксом, FPGA это отдельный большой разговор
4. Слишком широкий вопрос начните отсюда https://www.radiokot.ru/articles/