Embedded-разработчик: кто это и что входит в его обязанности

В последние годы мы видим рост популярности интернета вещей — системы вычислительных устройств, которые могут собирать и передавать данные по Сети без участия человека. К ним относятся различные смарт-девайсы, например умные системы безопасности, фитнес-трекеры, роботы-пылесосы и виртуальные помощники, такие как Google Home.

Такая ситуация стала триггером роста востребованности Embedded-девелоперов. Это специалисты, которые, в отличие от обычных разработчиков программного обеспечения, умеют не только писать код, но и глубоко понимают аппаратную часть устройств, на которых работает софт.

В этой статье постараемся глубже разобраться в специальности Embedded-разработчика, как она появилось в IT-индустрии, и какие знания вам потребуются, чтобы стать частью этого направления.

Особенности Embedded-разработки

Пользуясь привычными гаджетами в повседневной жизни мы редко задумываемся, что они обладают встроенным программным обеспечением, которое и заставляет их работать. Например, устанавливая напоминание в смарт-часах мало кто думает, что в этот момент происходит «под капотом». В то же время, каждое такое устройство, от телевизора до электронного блока управления в автомобиле — это тот же компьютер с собственным центром управления, и именно за его создание отвечает Embedded-девелопер.

Разработчики встроенного ПО редко пишут код для компьютера. Вместо этого в их обязанности входит создание софта, который будет взаимодействовать с электронной начинкой разных устройств, а также контроль и управление аппаратной частью. Чаще всего они разрабатывают программное обеспечение, которое станет частью общей крупной системы. Например, при создании автоматизированного КПП на территории предприятия в обязанности Embedded-инженера может входить управление шлагбаумом, который будет подниматься или опускаться при выполнении нужных условий.

История развития Embedded-разработки

Не будем вдаваться в долгий исторический экскурс, но в последнее 20-летие индустрия Embedded-разработки пережила крупные изменения, в том числе в характере создания встроенного ПО. Стала заметна даже смена тенденций в технологиях — языки программирования и операционные системы адаптируются к новому рынку и предлагают девелоперам более эффективные инструменты.

Если говорить про область применения встраиваемых систем в настоящее время, то она достаточно обширная. К ней можно отнести:

платежные терминалы;
банкоматы;
автомобильную электронику;
автоматизированные станки на заводах и предприятиях;
различную бытовую технику.

Методы и технологии для создания встраиваемых систем все время совершенствуются. Поэтому, если вы хотите построить карьеру в этой отрасли, вам предстоит постоянно обучаться, чтобы оставаться в курсе последних трендов и уметь использовать их на практике.

Какие задачи решает Embedded Engineer

Зона ответственности Embedded-инженера зачастую зависит от его опыта и конкретного проекта. Junior чаще всего занимается изучением основ системы, а в задачи Senior-специалиста будет входить проектирование системы и работа над повышением ее эффективности.

У Embedded-разработчика есть две основные задачи:

Выбор аппаратной платформы. Этот выбор влияет на весь ход дальнейшей разработки. Если возможностей и мощности платформы окажется недостаточно, ее придется менять, а следовательно — начинать всю реализацию заново.
Использование нужных алгоритмов. Для начала работы над проектом у разработчика должен быть базовый функционал, который он сможет адаптировать под нужную среду и уже существующие алгоритмы.

Устройства, для которых разрабатывается встроенное программное обеспечение, зачастую, кардинально отличаются от классических компьютеров. Тем не менее Embedded-систем занимается их проектированием и гарантирует получение желаемого результата. К основным обязанностям такого девелопера относятся:

Установление спецификаций.
Разработка архитектуры ПО.
Реализация различных программных блоков.
Обеспечение правильной работы кода, в соответствии с ожиданиями проекта.
Анализ Embedded-системы.
Тестирование и отладка системы.

Какими инструментами пользуется Embedded Engineer

В отличие от классического программного обеспечение, которое предназначено для работы на множестве компьютеров, Embedded-системы создаются под индивидуальные потребности конкретного устройства и преследуют определенную цель. Соответственно, таким разработчикам нужны специализированные инструменты и технологии. Рассмотрим основные из них:

ARM Keil. Среда разработки встроенного софта, которая включает компиляторы для языков C/C++, инструменты для отладки, компоновщики и промежуточные библиотеки.
NetBeans. Open-source среда разработки для Java 8, которая оснащена инструментами PHP и C/C++, а также обладает возможностью написания встроенного софта с применением таких технологий, как CSS, JavaScript и HTML.
Arduino. Еще одна IDE с открытым исходным кодом, которая почти незаменима при разработке сервисов для микроконтроллеров. Обладает несколькими удобными функциями и библиотеками.
MATLAB. Программный пакет, в который вошли инструменты и язык программирования для осуществления разных математических вычислений. Чаще всего используется при работе с матрицами, графиками данных и реализации алгоритмов.

Visual Studio. Интегрированная среда разработки от Microsoft, часто использующаяся при разработки десктопного ПО, мобильных приложений и встроенного софта.
Eclipse. Довольно популярное решение среди Java-разработчиков. Обладает различными подключаемыми модулями для взаимодействия с множеством языков программирования, включая Python, C/C++/C#, PHP и другие.
Proteus. Довольно популярное программное решение для планирования.
MPLAB X. Программа обеспечивающая взаимодействие с микроконтроллерами PIC и контроллерами цифровых сигналов. Очень полезна при разработке встроенного софта.
Qt Creator. Интегрированная среда разработки, содержащая больше количество библиотек, API и разных инструментов для реализации Embedded-решений на языках C++, JavaScript и QML.
PyCharm. IDE для Python-разработчиков, которая идеально подходит для реализации кросс-платформенных сервисов. Позволяет работать с множеством технологий, включая JavaScript, TypeScript, SQL, HTML/CSS, AngularJS, Node.js, языки шаблонов и прочее.

Преимущества работы Embedded Developer

Профессия Embedded-инженера привлекательна тем, что специалист сразу может оценить результат своей работы. Согласитесь, приятно наблюдать, когда обычные вещи «оживают» благодаря твоему коду и начинают приносить пользу.

Это направление очень востребовано на рынке, а вот конкуренция наоборот — минимальна. Поэтому, если вы хотите программировать встроенные системы, то сможете вполне быстро продвинуться по карьерной лестнице от обычного джуна до архитектора или тимлида.

Заработная плата Embedded-разработчиков тоже приятная. В среднем Junior получает от $800, а Middle и Senior могут рассчитывать на среднюю зарплату $4000 и $5000 соответственно.

При всех преимуществах, есть у профессии и свои недостатки:

достаточно узкая специализация;
необходимость полностью погружаться в каждый новый проект и досконально изучать нюансы;
ограниченность ресурсов для аппаратной отладки.

Дело в том, что каждое устройство обладает индивидуальными спецификациями, из-за чего специалисту приходится тратить время на их изучение. Однако, в этом есть свои плюсы — вы точно застрахованы от профессионального выгорания от монотонной и однотипной работы.

Как стать Embedded-инженером

Для успешной работы в области Embedded, вам потребуются более широкие знания, чем у обычного разработчика. Но если это направление вас действительно привлекает, рекомендуем изучать:

Языки программирования C и C++. Они наиболее применяемы в этой отрасли, поэтому вне зависимости от проектов вам с большой долей вероятности придется работать именно с ними.
Компоненты, использующиеся в «железе». Для создания эффективного встраиваемого софта вам нужно понимать, как устройства работают изнутри. Здесь недостаточно просто написать код.
Особенности управления ресурсами системы. Встроенная система полностью зависит от аппаратных ресурсов, поэтому вам нужно уметь грамотно распределять нагрузку между оперативной памятью, ПЗУ и центральным процессором.
Работу с RTOS. RTOS, или операционная система реального времени управляет сроками выполнения каждой операции и распределяет ресурсы. Как Embedded-инженер вы должны следить за тем, чтобы сроки выполнения каждой задачи не были пропущены и уметь выстраивать правильную обработку данных.

Заключение

Встраиваемые системы играют важную роль в создании инновационных устройств и технологий, поэтому спрос на разработчиков в этой отрасли будет только увеличиваться. Построить многообещающую карьеру Embedded-разработчика могут не только опытные инженеры, но и новички в IT-индустрии. Чтобы не пропустить обучение по этому направлению в SpaceLAB — следите за нашим блогом на сайте и в Telegram-канале, где мы заранее публикуем информации об открытии наборов в группы.