Хто такий Embedded розробник?

Embedded developer це затребуваний фахівець, який створює “розумну” начинку для пристроїв, від побутових приладів до космічних апаратів. Тобто створює ПЗ для вбудованих систем, які інтегровані в інші пристрої та виконують певні функції. Вбудовані системи працюють у реальному часі та мають обмежені ресурси. Завдання ембеддед розробників – забезпечити їхню правильну роботу та функціональність.

Ці фахівці відіграють ключову роль у різних галузях, включно з медичною, автомобільною промисловістю, побутовою електронікою, промисловим обладнанням та IoT. Вони створюють інноваційні пристрої, підвищуючи їхню функціональність і безпеку.

Крім того, володіння навичками в галузі вбудованої розробки відкриває двері в такі провідні компанії, як SpaceX, Google, Apple, Meta та інші.

Основні завдання ембеддед розробника

Однією з основних задач ембеддед розробника є розробка вбудованого ПЗ, що керує пристроями або системами. Це написання коду, створення алгоритмів, розробку драйверів пристроїв, а також створення користувацького інтерфейсу, якщо це необхідно. Ембеддед розробники повинні враховувати обмежені ресурси вбудованих систем, такі як пам’ять і процесорна потужність, і оптимізувати свій код для ефективної роботи на таких платформах.

Проєкти, в яких потрібні навички ембеддед розробки, вельми різноманітні, і залежать від області застосування вбудованої системи. Деякі з них включають: 

• Медичне обладнання: ПЗ для кардіостимуляторів, дефібриляторів, апаратів штучної вентиляції легенів тощо. Ці пристрої мають бути надійними, безпечними та здатними працювати в реальному часі.

• Автомобільні системи: ПЗ для керування системами безпеки (наприклад, ABS, ESP), розробка систем автопілотування та водійської безпеки.

• Промислове обладнання: ПЗ для автоматизації виробничих процесів, управління роботизованими системами, контролю якості та моніторингу стану обладнання;

• Побутова електроніка: “розумні” пристрої (наприклад, “розумні” домашні системи, “розумні” телевізори, “розумні” замки тощо), систем безпеки та управління енергоспоживанням.

Навички та інструменти

В ембеддед розробці часто використовуються певні мови програмування і технології, з огляду на обмежені ресурси вбудованих систем і вимоги до продуктивності. Деякі з них включають:

• C і C++: дані мови програмування є основними в ембеддед розробці через їхній низькорівневий характер і можливість повного контролю над апаратними ресурсами. Освоїти C++ з нуля ви можете на курсі для новачків C++ Start від компанії FoxmindED.

• Assembler: використання цієї мови програмування іноді необхідне для оптимізації продуктивності та доступу до апаратних ресурсів на рівні машинного коду.

Розробники вбудованих систем потребують спеціалізованих інструментів і технологій. Розглянемо деякі з них:

• ARM Keil: середовище розроблення вбудованого софту, що включає компілятори для мов C/C++, інструменти налагодження та компонувальники.
• NetBeans: відкрите середовище розроблення з підтримкою Java 8, а також можливістю розроблення вбудованого софту мовами PHP і C/C++ з використанням CSS, JavaScript і HTML.
• Arduino: IDE з відкритим вихідним кодом, практично необхідна для розробки сервісів на мікроконтролерах. Володіє зручними функціями та бібліотеками.
• MATLAB: програмний пакет для математичних обчислень. Використовується для роботи з матрицями, графіками даних і реалізації алгоритмів.
• Eclipse: популярне рішення серед Java-розробників з різними модулями для роботи з безліччю мов програмування.
• Proteus: ПЗ для планування вбудованих систем.
• MPLAB X: програма для взаємодії з мікроконтролерами PIC і контролерами цифрових сигналів.
• Qt Creator: інтегроване середовище розроблення з великою кількістю бібліотек, API та інструментів для створення Embedded-рішень на мовах C++, JavaScript і QML.

Кросплатформна розробка в контексті ембеддед систем

Кросплатформна розробка має важливе значення для сучасних вбудованих систем з низки причин:

• Універсальність: такі додатки можуть працювати на кількох платформах, що спрощує процес розгортання та підтримки додатків для різних пристроїв.
• Економія часу та ресурсів: кросплатформні фреймворки заощаджують час і ресурси на розробку, оскільки розробники можуть використовувати спільний код для різних платформ, замість того, щоб писати код заново для кожної з них.
• Оновлення та підтримка: оскільки код одного й того самого додатка використовується на всіх платформах, оновлення та виправлення помилок можуть бути застосовані до додатка одразу на всіх пристроях, що полегшує підтримку та оновлення додатків.

Які фреймворки та інструменти в даному випадку можна використовувати?

• Qt: потужний фреймворк для створення кросплатформних графічних інтерфейсів користувача. Він надає широкий набір інструментів для розробки додатків, які можуть працювати на різних операційних системах і апаратних платформах.

• Electron: фреймворк для створення кросплатформених десктопних застосунків з використанням веб-технологій і мов, таких як HTML, CSS і JavaScript. Хоча він насамперед орієнтований на десктопні додатки, його також можна використовувати для розроблення вбудованих систем, особливо якщо потрібне створення графічного користувацького інтерфейсу.

• PlatformIO: це інтегроване середовище розробки, що підтримує різні платформи мікроконтролерів та операційні системи. Він забезпечує можливість розробки кросплатформених вбудованих додатків, даючи змогу розробникам використовувати спільний код для різних мікроконтролерів і платформ.

• PyCharm: IDE для Python-розробників. Підходить для створення кросплатформних сервісів і роботи з різними технологіями.

Усі ці інструменти полегшують створення кросплатформених застосунків для вбудованих систем, і надають розробникам засоби для розроблення та тестування застосунків на різних платформах із мінімальними зусиллями.

Освіта та шлях до кар’єри

Щоб стати фахівцем у цьому напрямі, вам потрібно зануритися у світ електроніки та електротехніки, освоїти апаратну частину і розібратися в роботі мереж. На шляху до цієї професії необхідно оволодіти знаннями зі схемотехніки, теорії оброблення сигналів, математики, алгоритмів, операційної системи Linux і мов програмування С і С++.

Вивчення операційної системи реального часу (RTOS) також необхідне. Ну і англійська, звісно ж.

Не забувайте також про фундаментальні знання з комп’ютерних наук. Для початку рекомендуємо ознайомитися з книгами зі схемотехніки, архітектури комп’ютера, комп’ютерних мереж та операційних систем.

Де ж можна отримати необхідні знання? Є кілька шляхів:

• Самостійне навчання: використовуйте безкоштовні ресурси, як-от YouTube, GitHub, статті, форуми та безкоштовні курси (наприклад, MIT OpenCourseWare, embedded.com). Вам доведеться придбати Arduino (відкрита платформа для створення прототипів електронних пристроїв, що ґрунтується на простому та гнучкому апаратному середовищі та програмному забезпеченні), паяльник і мультиметр.

• Відео курси: зверніть увагу на платні курси на платформах типу Udemy, Coursera, edX, Pluralsight та інших.

• Менторинг: отримуйте наставництво від досвідчених розробників. Це ефективний спосіб навчання, адже на вас чекає допомога, поради та чіткий напрямок руху.

Вища освіта в цій галузі не є обов’язковою, але може бути корисною. Якщо ви оберете цей шлях, зверніть увагу на відповідні технічні спеціальності в університетах.

Кар’єрні перспективи та ринок праці 

Можна виділити кілька ключових галузей, де Embedded-фахівці особливо затребувані: медична галузь (створення надійних і точних систем моніторингу та діагностики), автомобільна промисловість, індустрія IoT (“розумні” пристрої для будинку, промисловості та міської інфраструктури), телекомунікації та мережеві технології, промисловість (системи автоматизації процесів, моніторингу та управління обладнанням).

Згідно з даними DOU, український Embedded-розробник, залежно від рівня досвіду, може розраховувати на рівень зарплати від $880 до $3500 на місяць для Junior, Middle і Senior рівнів, відповідно. Тім-ліди отримують близько $4200.

FoxmindEd – це навчальний центр, що має велику різноманітність напрямків курсів для новачків та програмістів з досвідом!

Тільки починаєш свій шлях в ІТ? Спробуй курси Start

Вже маєш базові навички програмування? Тоді
курси Junior саме для тебе.

Хочеш поглибити свої знання в ІТ? Ми маємо курси Middle/Senior

Якщо говорити про інші країни, то, згідно з даними Stack Overflow Developer Survey 2023, медіанна річна зарплата Embedded-розробників у різних країнах становить приблизно $77 104. І вона значно вища, ніж у розробників вебу, ігор, мобільних і десктопних додатків.

Кар’єрні перспективи для Embedded-розробників також широкі. Вони можуть розвиватися як фахівці з Embedded-систем, стати архітекторами, перейти в менеджмент або спробувати себе в суміжних галузях, таких як телекомунікації або інфраструктурна архітектура.

Якщо говорити про вертикальний потенціал, то Embedded-розробники починають свою кар’єру з позицій Intern/Trainee/Junior і можуть просуватися до вищих позицій, таких як Middle, Senior, а також стати керівниками проєктів або архітекторами.

Загалом, ринок вбудовуваних систем демонструє стабільне зростання і прогнозується, що до 2025 року він досягне $214 мільярдів. Це означає, що попит на кваліфікованих Embedded-розробників тільки збільшуватиметься, створюючи нові можливості та виклики для цієї професії.

Переваги та виклики в роботі

Ембеддед розробники стикаються з унікальними аспектами роботи, такими як обмежені ресурси систем, близькість до апаратного рівня і робота систем у реальному часі. Вони повинні ефективно використовувати доступні ресурси та забезпечувати надійність системи. Крім цього, фахівці мають можливість впроваджувати інноваційні рішення, оптимізувати продуктивність та енергоспоживання вбудованих систем. Вони можуть експериментувати з новими технологіями та методами для створення унікальних продуктів і сервісів.

Майбутні тенденції в галузі вбудованих систем включають розширення інтернету речей (IoT), застосування штучного інтелекту і машинного навчання, розвиток енергоефективних технологій і розширення можливостей зв’язку та інтерфейсів.

Які ще тенденції можна виокремити в даній галузі?

• Інтеграція штучного інтелекту та машинного навчання.
• Розвиток бездротових технологій.
• Застосування рішень System-on-chip (SoC).
• Посилення кібербезпеки вбудованих систем.
• Оптимізація енергоспоживання.
• Просування доповненої та віртуальної реальності.
• Зростання використання військових вбудованих пристроїв (повітряні та морські дрони, БПЛА тощо).

Висновок

Роль ембеддед розробника стає дедалі вагомішою в сучасному світі технологій. Адже програмування для вбудованих систем – це майбутнє! Без нього неможливі безпілотні автомобілі, “розумні” міста, інтернет речей і багато іншого. Ембеддед-технології проникають у наше життя: від побутових приладів до медичного обладнання та автомобілів – усе це працює завдяки “розумним” пристроям.

Саме тому попит на таких програмістів тільки зростатиме: кількість “розумних” пристроїв уже давно перевищила кількість комп’ютерів і смартфонів, що означає, що в цій галузі буде багато роботи;