Кто такой Embedded разработчик?

Embedded developer это востребованный специалист, который создает «умную» начинку для устройств, от бытовых приборов до космических аппаратов. То есть создает ПО для встроенных систем, которые интегрированы в другие устройства и выполняют определенные функции. Встроенные системы работают в реальном времени и имеют ограниченные ресурсы. Задача эмбеддед разработчиков — обеспечить их правильную работу и функциональность.

Эти специалисты играют ключевую роль в различных областях, включая медицинскую, автомобильную промышленность, бытовую электронику, промышленное оборудование и IoT. Они создают инновационные устройства, повышая их функциональность и безопасность.

Кроме того, владение навыками в области встроенной разработки открывает двери в такие ведущие компании, как SpaceX, Google, Apple, Meta и другие.

Основные задачи эмбеддед разработчика

Одной из основных задач эмбеддед разработчика является разработка встроенного ПО, которое управляет устройствами или системами. Это написание кода, создание алгоритмов, разработку драйверов устройств, а также создание пользовательского интерфейса, если это необходимо. Эмбеддед разработчики должны учитывать ограниченные ресурсы встроенных систем, такие как память и процессорная мощность, и оптимизировать свой код для эффективной работы на таких платформах.

Проекты, в которых требуются навыки эмбеддед разработки, весьма разнообразны, и зависят от области применения встроенной системы. Некоторые из них включают: 

• Медицинское оборудование: ПО для кардиостимуляторов, дефибрилляторов, аппаратов искусственной вентиляции легких пр. Эти устройства должны быть надежными, безопасными и способными работать в реальном времени.

• Автомобильные системы: ПО для управления системами безопасности (например, ABS, ESP), разработка систем автопилотирования и водительской безопасности.

• Промышленное оборудование: ПО для автоматизации производственных процессов, управления роботизированными системами, контроля качества и мониторинга состояния оборудования. 

• Бытовая электроника: “умные” устройства (например, “умные” домашние системы, “умные” телевизоры, “умные” замки и т.п.), систем безопасности и управления энергопотреблением. 

Навыки и инструменты

В эмбеддед разработке часто используются определенные языки программирования и технологии, учитывая ограниченные ресурсы встроенных систем и требования к производительности. Некоторые из них включают:

• C и C++: данные языки программирования являются основными в эмбеддед разработке из-за их низкоуровневого характера и возможности полного контроля над аппаратными ресурсами. Освоить C++ с нуля вы можете на курсе для новичков C++ Start от компании FoxmindED.

• Assembler: использование этого языка программирования иногда необходимо для оптимизации производительности и доступа к аппаратным ресурсам на уровне машинного кода.

Разработчики встроенных систем нуждаются в специализированных инструментах и технологиях. Рассмотрим некоторые из них:

• ARM Keil: среда разработки встроенного софта, включает компиляторы для языков C/C++, инструменты отладки и компоновщики.
• NetBeans: открытая среда разработки с поддержкой Java 8, а также возможностью разработки встроенного софта на языках PHP и C/C++ с использованием CSS, JavaScript и HTML.
• Arduino: IDE с открытым исходным кодом, практически необходимая для разработки сервисов на микроконтроллерах. Обладает удобными функциями и библиотеками.
• MATLAB: программный пакет для математических вычислений. Используется для работы с матрицами, графиками данных и реализации алгоритмов.
• Eclipse: популярное решение среди Java-разработчиков с различными модулями для работы с множеством языков программирования.
• Proteus: ПО для планирования встроенных систем.
• MPLAB X: программа для взаимодействия с микроконтроллерами PIC и контроллерами цифровых сигналов.
• Qt Creator: интегрированная среда разработки с большим количеством библиотек, API и инструментов для создания Embedded-решений на языках C++, JavaScript и QML.

Кроссплатформенная разработка в контексте эмбеддед систем

Кроссплатформенная разработка имеет важное значение для современных встроенных систем по ряду причин:

• Универсальность: такие приложения могут работать на нескольких платформах, что упрощает процесс развертывания и поддержки приложений для различных устройств.
• Экономия времени и ресурсов: кроссплатформенные фреймворки экономят время и ресурсы на разработку, поскольку разработчики могут использовать общий код для различных платформ, вместо того чтобы писать код заново для каждой из них.
• Обновления и поддержка: поскольку код одного и того же приложения используется на всех платформах, обновления и исправления ошибок могут быть применены к приложению сразу на всех устройствах, что облегчает поддержку и обновление приложений.

Какие фреймворки и инструменты в данном случае можно использовать?

• Qt: мощный фреймворк для создания кроссплатформенных графических интерфейсов пользователя. Он предоставляет широкий набор инструментов для разработки приложений, которые могут работать на различных операционных системах и аппаратных платформах.

• Electron: фреймворк для создания кроссплатформенных десктопных приложений с использованием веб-технологий и языков, таких как HTML, CSS и JavaScript. Хотя он, в первую очередь, ориентирован на десктопные приложения, его также можно использовать для разработки встроенных систем, особенно если требуется создание графического пользовательского интерфейса.

• PlatformIO: это интегрированная среда разработки, которая поддерживает различные платформы микроконтроллеров и операционные системы. Он обеспечивает возможность разработки кроссплатформенных встроенных приложений, позволяя разработчикам использовать общий код для различных микроконтроллеров и платформ.

• PyCharm: IDE для Python-разработчиков. Подходит для создания кроссплатформенных сервисов и работы с различными технологиями.

Все эти инструменты облегчают создание кроссплатформенных приложений для встроенных систем, и предоставляют разработчикам средства для разработки и тестирования приложений на различных платформах с минимальными усилиями.

Образование и путь к карьере

Чтобы стать специалистом в данном направлении, вам потребуется погрузиться в мир электроники и электротехники, освоить аппаратную часть и разобраться в работе сетей. На пути к этой профессии необходимо овладеть знаниями по схемотехнике, теории обработки сигналов, математике, алгоритмам, операционной системе Linux и языкам программирования С и С++.

Изучение операционной системы реального времени (RTOS) также необходимо. Ну и английский, само собой.

Не забывайте также о фундаментальных знаниях по компьютерным наукам. Для начала рекомендуем ознакомиться с книгами по схемотехнике, архитектуре компьютера, компьютерным сетям и операционным системам.

Где же можно получить необходимые знания? Есть несколько путей:

• Самостоятельное обучение: используйте бесплатные ресурсы, такие как YouTube, GitHub, статьи, форумы и бесплатные курсы (например, MIT OpenCourseWare, embedded.com). Вам придется приобрести Arduino (открытая платформа для создания прототипов электронных устройств, основанная на простой и гибкой аппаратной среде и программном обеспечении), паяльник и мультиметр.

• Видео курсы: обратите внимание на платные курсы на платформах типа Udemy, Coursera, edX, Pluralsight и других. 

• Менторинг: получайте наставничество от опытных разработчиков. Это эффективный способ обучения, так как вас ждет помощь, советы и четкое направление движения.

Высшее образование в этой области не является обязательным, но может быть полезным. Если вы выберете этот путь, обратите внимание на соответствующие технические специальности в университетах.

Карьерные перспективы и рынок труда 

Можно выделить несколько ключевых отраслей, где Embedded-специалисты особенно востребованы: медицинская отрасль (создания надежных и точных систем мониторинга и диагностики), автомобильная промышленность, индустрия IoT (“умные” устройства для дома, промышленности и городской инфраструктуры), телекоммуникации и сетевые технологии, промышленность (системы автоматизации процессов, мониторинга и управления оборудованием).

Согласно данным DOU, украинский Embedded-разработчик, в зависимости от уровня опыта, может рассчитывать на уровень зарплаты от $880 до $3500 в месяц для Junior, Middle и Senior уровней, соответственно. Тим-лиды получают около $4200.

FoxmindEd — это учебный центр с большим выбором направлений курсов для новичков и программистов с опытом!

Начинаете свой путь в IТ? Попробуйте курсы Start

Имеете базовые навыки программирования? Тогда вам на курсы Junior

Хотите углубить свои знания в IТ? У нас есть курсы Middle/Senior

Если говорить о других странах, то, согласно данным Stack Overflow Developer Survey 2023, медианная годовая зарплата Embedded-разработчиков в разных странах составляет примерно $77 104. И он значительно выше, чем у разработчиков веба, игр, мобильных и десктопных приложений.

Карьерные перспективы для Embedded-разработчиков также обширны. Они могут развиваться как специалисты по Embedded-системам, стать архитекторами, перейти в менеджмент или попробовать себя в смежных отраслях, таких как телекоммуникации или инфраструктурная архитектура.

Если говорить о вертикальном потенциале, то Embedded-разработчики начинают свою карьеру с позиций Intern/Trainee/Junior и могут продвигаться до более высоких позиций, таких как Middle, Senior, а также стать руководителями проектов или архитекторами.

В целом, рынок встраиваемых систем демонстрирует стабильный рост и прогнозируется, что к 2025 году он достигнет $214 миллиардов. Это означает, что спрос на квалифицированных Embedded-разработчиков будет только увеличиваться, создавая новые возможности и вызовы для этой профессии.

Преимущества и вызовы в работе

Эмбеддед разработчики сталкиваются с уникальными аспектами работы, такими как ограниченные ресурсы систем, близость к аппаратному уровню и работа систем в реальном времени. Они должны эффективно использовать доступные ресурсы и обеспечивать надежность системы. Кроме этого, специалисты имеют возможность внедрять инновационные решения, оптимизировать производительность и энергопотребление встроенных систем. Они могут экспериментировать с новыми технологиями и методами для создания уникальных продуктов и сервисов.

Будущие тенденции в области встроенных систем включают расширение интернета вещей (IoT), применение искусственного интеллекта и машинного обучения, развитие энергоэффективных технологий и расширение возможностей связи и интерфейсов.

Какие еще тенденции можно выделить в данной отрасли?

• Интеграция искусственного интеллекта и машинного обучения.
• Развитие беспроводных технологий.
• Применение решений System-on-chip (SoC).
• Усиление кибербезопасности встроенных систем.
• Оптимизация энергопотребления.
• Продвижение дополненной и виртуальной реальности.
• Рост использования военных встроенных устройств (воздушные и морские дроны, БПЛА и пр).

Заключение

Роль эмбеддед разработчика становится все более значимой в современном мире технологий. Ведь программирование для встроенных систем — это будущее! Без него невозможны беспилотные автомобили, “умные” города, интернет вещей и многое другое. Эмбеддед-технологии проникают в нашу жизнь: от бытовых приборов до медицинского оборудования и автомобилей — все это работает благодаря «умным» устройствам.

Именно поэтому спрос на таких программистов будет только расти: количество «умных» устройств уже давно превысило количество компьютеров и смартфонов, что означает, что в этой области будет много работы.