Кто такой Embedded-разработчик и какие его задачи

За последние несколько лет Embedded-разработка стала одним из ведущих направлений. Произошло это во многом благодаря росту популярности интернета вещей и смарт-девайсов. Embedded-девелоперы, в отличие от разработчиков ПО, должны разбираться не только в коде, но и иметь глубокое понимание аппаратного обеспечения, на котором код работает.

Редакция Highload постаралась разобраться, что такое Embedded-разработка, как появился этот сегмент в IT и что должен знать и уметь Embedded Developer.

---

Почти у всего, что нас окружает в повседневной жизни, есть встроенное программное обеспечение: от умных часов до смарт-систем, телевизоров и электронных блоков управления в автомобилях. Мы даже не задумываемся над тем, что у устройств, которые мы используем, есть свое базовое ПО, которое и заставляет их работать. Это те же компьютеры со своим индивидуальным центром управления и за его разработку отвечает Embedded Engineer.

Основная задача Embedded-ПО — контроль и/или управление аппаратной частью устройства.

Разработчики встроенного программного обеспечения должны уделять особое внимание тому, как код, который они пишут, взаимодействует с электронной начинкой устройства. Потому инженеры встроенного ПО не пишут код для ПК — их разработки нужны другим платформам (например, для создания электронных плат с микроконтроллером, драйверов, процессоров и т.д.).

Чаще всего Embedded-разработчики разрабатывают ПО, которое является частью системы. Инженер также может помочь протестировать всю систему, чтобы убедиться в корректности ее работы.

Что такое Embedded-разработка и как развивалась отрасль

За последние 20 лет Embedded-разработка очень изменилась. Embedded инженеры стали свидетелями значительных изменений в характере разработки встраиваемого ПО, и их интенсивность продолжает расти. Уже заметны некоторые интересные тенденции в языках программирования и операционных системах.

Область применения разработки встраиваемых систем сегодня очень широкая:

• банкоматы;
• платежные терминалы;
• электроника на борту воздушных и морских суден;
• станки;
• различная техника.

Программное обеспечение и методы, используемые для создания встраиваемых систем, постоянно совершенствуются.

Обязанности и задачи Embedded Engineer

Обязанности Embedded Engineer часто зависят от опыта и проекта. Джуниор занимается изучением основ системы. Сеньор может помочь спроектировать и улучшить систему в целом.

Основные задачи, которые стоят перед Embedded Developer:

• Выбор аппаратной платформы. От правильности этого выбора будет зависеть весь ход разработки. В случае, если мощностей выбранной платформы окажется недостаточно для реализации проекта, придется выбирать другую и начинать процесс заново.
• Применение необходимых алгоритмов. Чтобы приступить к работе, разработчик должен иметь базовый функционал и суметь адаптировать под среду уже существующие алгоритмы.

Что должен знать и уметь Embedded Developer

Разработка Embedded-решений нужна для управления управления устройствами и машинами, имеющими кардинальные отличия от традиционных компьютеров. Типичное встроенное программное обеспечение включает в себя различные инструменты программирования, микропроцессоры и операционные системы.

Инженер-программист Embedded-систем проектирует их и гарантирует получение желаемых результатов. Он также проводит тестирование таких продуктов, чтобы определить их работоспособность, проводит плановые проверки и устраняет любые возникающие в работе систем проблемы.

Основные обязанности разработчика встраиваемых систем

• Установление спецификаций.
• Работа над программными блоками.
• Работа над архитектурой ПО.
• Проведение тестов и отладки.
• Обеспечение корректной работы кода.
• Анализ и мониторинг Embedded-системы.

Инструменты для Embedded Engineer

Поскольку обычные компьютеры используются для различных функций, они применимы на различных устройствах, их легко модифицировать. Встроенное ПО преследует определенную цель, оно разработано специально для устройства, на котором будет работать.

Ниже приводим список инструментов, которые Embedded Developer использует в своей работе:

• ARM Keil. Среда разработки встроенных приложений. Сюда включены компиляторы C/C++, отладчики, компоновщики, ассемблеры и промежуточные библиотеки.

• Arduino. Это IDE с открытым кодом, помогает в разработке программ для микроконтроллеров. Включает несколько функций и библиотек.

• MATLAB. Программный пакет, включающий инструменты и язык программирования для вычислений. Используется для создания пользовательских интерфейсов, реализации алгоритмов, работы с графиками данных, матрицами.

• NetBeans. Интегрированная среда разработки с открытым исходным кодом для разработки на Java 8. Включает инструменты PHP и C/C++ и возможность создавать приложения с использованием CSS, JavaScript и HTML.

• Eclipse. Наиболее широко используемое решение среди Java-программистов. Использует подключаемые модули для взаимодействия с различными языками программирования (Ada, ABAP, C, C++, C#, Python, PHP и т. д.).

• Visual Studio. Интегрированная среда разработки от Microsoft, используется для создания компьютерных программ, мобильных приложений и встроенного ПО.

• MPLAB X. Программа с открытым исходным кодом, предназначена для использования с микроконтроллерами PIC и контроллерами цифровых сигналов различных типов.

• Qt Creator. Интегрированная среда разработки с множеством библиотек, API и инструментов для разработки Embedded-приложений на C++, JavaScript и QML.

• Proteus. Программное средство планирования.

• PyCharm. IDE для программистов на Python. Хорошо подходит для кроссплатформенной разработки, поддерживает JavaScript, CoffeeScript, TypeScript, Cython, SQL, HTML/CSS, AngularJS, Node.js, языки шаблонов и многое другое.

Плюсы и минусы профессии Embedded Developer

Embedded-разработка привлекает специалистов тем, что их работу видно. Результаты можно сразу оценить. Приятно наблюдать за тем, как вещи «оживают» и приносят пользу человечеству. Профессия Embedded Engineer очень востребована, конкуренция в этой сфере минимальна.

К недостаткам профессии можно отнести:

• слишком узкую специализацию;
• недостаток ресурсов для аппаратной отладки устройств;
• необходимость каждый раз полностью погружаться в новый проект и досконально его изучать.

Ведь специфика работы каждого отдельного устройства индивидуальна. Иногда полученный новый опыт не находит применения в дальнейшем.

Как стать Embedded-разработчиком

Чтобы стать Embedded Developer, прежде всего нужно владеть одним из самых применяемых в сфере зыков программирования C. Независимо от того, в какой отрасли вы будете заняты, с большей долей вероятности можно отметить, что работать придется именно с ним.

1Изучите языки C и C++

Язык программирования С — база для Embedded-разработки, он обязателен к изучению.

2Нужно знать «железо» и его компоненты изнутри

Чтобы написать код для аппаратного обеспечения, необходимо знать его устройство. Недостаточно просто написать код, важно понимать, как работает оборудование, чтобы в случае необходимости устранить ошибки и исправить поломки.

3Понимать, что такое RTOS

Операционная система реального времени отвечает за сроки выполнения определенного действия и распределяет ресурсы на такую операцию. Все данные обрабатываются сразу в режиме реального времени. Как специалист, вы должны быть уверены, что RTOS не пропустит сроки выполнения своих задач.

4Необходимо правильное управление ресурсами системы

Встроенная система зависима от аппаратных ресурсов. Для ее эффективной работы важно правильное распределение ресурсов между оперативной памятью, ПЗУПостоянное запоминающее устройство — энергонезависимая память, используется для хранения массива неизменяемых данных, центральным процессором. 

Сколько зарабатывает Embedded-разработчик

В среднем Junior Embedded Developer зарабатывает от $800. При этом чаще всего работодатель ищет на такую позицию специалиста уже с опытом работы. Средняя зарплата для Middle и Senior разработчиков от $4000 и $5000 соответственно.

Имейте в виду, что это средние значения, и они могут варьироваться, особенно если вы ищете работу в другой стране. На удаленке внештатные инженеры по встраиваемому программному обеспечению могут зарабатывать в среднем $78 в час .

Перспективы карьерного роста

Чтобы продолжать развиваться в области Embedded, важно не останавливаться и продолжать изучение встраиваемых систем и новых направлений, где свои знания можно применить на практике.

Embedded Engineer отвечает за проектирование, разработку и обслуживание встроенных систем в продуктах. Если вы разбираетесь в технологиях и любите что-то создавать, Embedded-разработка может стать для вас карьерой.

Из джуна можно вырасти в архитектора, стать тимлидом своей команды или даже попробовать себя в смежных сферах. Космическому кораблестроению тоже нужны специалисты 😉

Заключение

Разработка встроенного программного обеспечения — многообещающий карьерный путь как для новичков, так и для инженеров с опытом. Embedded-системы играют жизненно важную роль в разработке новых технологий, а потому спрос на их разработку будет только расти.