Embedded разработка что это

Кто такой embedded-программист (разработчик) и как им стать

Главная картинка статьи Кто такой embedded-программист (разработчик) и как им стать

Embedded-разработчик относится к категории IT-специалистов, однако, он не пишет привычный нам софт, мобильные приложения или серверы. Его задача создавать ПО, которое скрыто от глаз пользователя, но без которого не может работать ни одно электронное устройство. Кто же такой embedded-разработчик и как им стать?

Что такое embedded ПО?

Embedded разработчик

Designed by freepik

Embedded переводится с английского языка как «встроенное» и относится к программному обеспечению, которое управляет работой того или иного гаджета. Подобно встраиваемой мебели или технике, такое ПО поставляется уже в комплекте с устройством, и покупатель, как правило, с ним вообще никак не взаимодействует.

Встроенное ПО бывает в массе различных вещей, например, в беспроводных наушниках, веб-камерах, звукоусилителях, «умных» бытовых приборах, автомобилях — одним словом, везде, где есть управляющие платы (микроконтроллеры). Для них нужен специальный программный код, благодаря которому они будут выполнять свои задачи. Например, в автомобиле есть датчики, контролирующие давление масла, подачу топлива или систему ABS. Соответственно, им требуются цифровые платы управления, которые бы адекватно считывали показания и выдавали их на приборную панель, а значит и специальный софт, умеющий их интерпретировать.

В наши дни embedded ПО не ограничивается только локальными устройствами, поскольку есть множество облачных сервисов, благодаря которым устройства умеют обмениваться данными между собой и хранить нужную информацию. Эта система называется «интернетом вещей» (Internet of Things) и требует достаточно продвинутого софта.

Чем конкретно занимается embedded-разработчик?

Embedded-разработчик (embedded developer) — это специалист с инженерным образованием, который пишет управляющее ПО для различных устройств и гаджетов. Если IT-разработчик создает логику софта, с которым взаимодействует пользователь, то embedded-программист отвечает за работоспособность гаджета. Код он пишет преимущественно на C++ и C#. Это два основных языка, которые нужно знать embedded-разработчику, хотя могут быть нюансы.

Основная задача специалиста — сделать так, чтобы данные от сенсоров правильно обрабатывались и отображались, устройство включалось, взаимодействовало с драйверами, выводило нужную информацию и т.д. Поэтому embedded-разработчик — это не программист в привычном понимании, он работает ещё и с железом и должен хорошо разбираться в аппаратной части.

При этом среди embedded-разработчиков есть свои специализации в зависимости от типа техники, в которую он встраивает софт. Это могут быть вендинговые машины и банкоматы, бытовые приборы, автомобильные компоненты, навигаторы, смартфоны, различные устройства для фитнеса и так далее.

Поэтому, чем конкретно занимается embedded-разработчик, зависит от сферы его работы. Чаще всего он имеет дело не с готовым устройством, а с микросхемами, которые будут составлять его начинку. Вкратце, обязанности таковы:

Приемка платы или микроконтроллера в работу, проверка компонентов на дефекты и скрытый брак;

Написание кода (прошивки устройства);

Отладка, проверка на работоспособность и устранение ошибок;

Сопровождение написания ПО для устройства и помощь в интеграции;

Составление смет и технических заданий по проекту;

Анализ работы устройства и оптимизация.

Как выучиться на embedded-разработчика

Разумеется, такой специалист должен быть в первую очередь технически подкованным и иметь соответствующее образование, причем обязательно высшее.

Специально embedded-программистов в России не учат, но ими часто становятся выпускники радиотехнических и математических вузов. Примерный перечень специальностей:

Информатика и вычислительная техника;

Управление в технических системах;

Электроника, радиотехника и системы связи;

Конструирование и технология электронных средств;

Embedded разработчик обучение

Designed by ArthurHidden/freepik

Требования к знаниям embedded-разработчика

Учиться в вузе требуется 4 года по программе бакалавриата и нередко, чтобы добрать знаний, выпускники проходят ещё и магистратуру. Тем не менее на производстве ценятся специалисты с реальными знаниями и умениями, поэтому, как уже было сказано, embedded-разработчику нужно основательно освоить языки программирования.

Примерный перечень знаний, необходимых специалисту:

Знание объектно-ориентированных языков программирования (ООП);

Знание C++, C#, Arduino, Python и других языков;

Архитектура ЭВМ, устройство ПК и специализированных устройств;

Периферия и интерфейсы UART, I2C, SPI, DAC/ADC;

Знание работы промышленных протоколов передачи данных, таких как EtherCAT, CANopen;

Умение читать техническую документацию и разбираться в спецификациях железа;

Владение техническим английским (уровень не ниже Upper Intermediate).

Вакансии для embedded-разработчиков в России

В России намечается бум в отрасли микроэлектроники, поэтому потребность в инженерах и разработчиках специализированного ПО только возрастает. Не удивительно, что вакансий для embedded-разработчиков хватает, несмотря на то, что это достаточно узкая профессия, требующая высокой квалификации.

Увы, работодателям не интересно обучать новых сотрудников, им нужны уже готовые специалисты. Практически во всех вакансиях в открытом доступе есть обязательное условие: опыт работы не менее 3 лет, плюс техническое образование.

Зарплаты embedded-разработчиков в 2022 году

Учитывая сложность и востребованность профессии, заработок embedded-разработчиков весьма высок. Среднее предложение по зарплате начинается от 180000 рублей и достигает 250000 рублей в месяц. В некоторых компаниях специалистам готовы платить до 300000 рублей в месяц, однако, чаще это предложение для senior разработчиков, то есть руководителей команды разработки.

Карьера в IT: должность Embedded-разработчик

Продолжаем серию «Карьера в IT»: на этот раз поговорим о позиции Embedded-разработчика. Это специалист, который занимается разработкой встроенного ПО.

По данным DOU, среднему украинскому Embedded-разработчику 30 лет, он имеет опыт работы лет и получает $880 на уровне Junior, $1750 на уровне Middle и $3500 на уровне Senior. Зарплата тим- и техлидов — около $4200.

Об особенностях своей специальности нам рассказали Embedded-разработчики из компаний Celeno, eZLO Smart Home Automation, GlobalLogic, Ring Ukraine, TowerIQ и Ubiquiti Labs Ukraine.

Задачи и обязанности

Embedded-разработчик работает со встроенными устройствами. Встраиваемая система — это та, которая работает под управлением компьютера. То есть под это определение попадают все девайсы и гаджеты, оснащенные аппаратной платформой.

По сути, эта специальность лежит на стыке программирования и аппаратной инженерии. Задачи бывают разными — от разработки драйвера для какого-то модуля до интеграции кода с существующим ПО. Все зависит от конкретного проекта. Иногда обязанности ограничиваются только работой с платой, а иногда Embedded-разработчики принимают участие в написании бизнес-логики продукта или разработке самого «железа».

В отличие от классических Software программистов, Embedded-разработчики работают не только с кодом, но и с «железом».

Главный вызов Embedded-разработчика в начале проекта — правильно выбрать аппаратную платформу, на которой всё будет реализовываться. Если этот выбор окажется неправильным и аппаратных средств платформы не хватит, придется начинать работу с нуля на новой платформе. Если же, наоборот, аппаратная платформа была выбрана со слишком большим запасом, конечный продукт получится более дорогим, чем мог бы быть.

Следующая задача — выбор и адаптация существующих реализованных алгоритмов под ограниченные ресурсы выбранной платформы. Для этого нужны навыки Kernel, System и Application-инженерии в одном лице.

Примеры Embedded-систем (image source)

Embedded-разработчик не работает с интерфейсом пользователя, базами данных или файлами сложных форматов. Как правило, все его внимание сосредоточено вокруг «железа» и его характеристик, например: мощности процессора и количества памяти. Из-за особенностей среды эти ресурсы всегда ограничены. А потому приходится делать упор на оптимизации по памяти, производительности, а также энергопотребление.

Еще одна специфика Embedded — необходимость работать с различными устройствами. Обычный программист может разработать софт на своем компьютере и там же заняться запуском или дебагом. У Embedded-разработчика такой возможности, как правило, нет. Для разработки и тестирования ему необходимо иметь при себе свое устройство. Сначала он компилирует код на своем компьютере, потом заливает на девайс и уже там запускает.

Типичный рабочий день Embedded-разработчика включает в себя:

  • работу с «железом»;
  • работу с кодом;
  • отладку;
  • тестирование;
  • изучение документации;
  • митинги и созвоны с коллегами.

Конкретные активности зависят от специфики проекта, а также методологий и практик, которым следует команда. Вот несколько разных сценариев:

Меняются задачи и на разных стадиях жизненного цикла продукта:

Иногда Embedded-разработчикам приходится самим брать в руки паяльник — например, если нужно срочно припаять какой-то проводок или кнопку на плату.

Преимущества и недостатки

Embedded-разработчиков привлекает эта специализация тем, что позволяет не просто увидеть, но и и «пощупать» результаты своей работы. В Embedded идут инженеры, которым интересно работать с «железом», микросхемами и низкоуровневыми деталями.

«В Embedded меня всегда привлекало „железо“. То, что ты можешь потрогать результат своей работы, а он тебе каким-нибудь диодиком подмигнёт». (Андрей Лукин, GlobalLogic)

«Embedded-разработчик каждый день делает то, что до него никто не делал. Ты приходишь на работу — и завертелось то, что без тебя никогда бы не завертелось. Это довольно круто. Льстит самолюбию. Лично я по образованию радиоинженер, потому писать программы для меня было логичным развитием моих знаний о электронике и радиотехнике». (Максим, Ubiquiti Labs Ukraine)

Работа с Embedded-системой (image source)

Среди минусов профессии Embedded-разработчики отмечают проблемы с отладкой, узкую специализацию, а также сложности в том, чтобы организовать удаленную работу:

«Есть не недостатки, но некоторые сложности. Например, то „железо“, которое вы используете, может быть экспериментальным. Если это engineering-образец, он часто глючит сам по себе — и без вашего кода. Это необходимо учитывать при отладке». (Александр С. и Александр Е., Celeno)

«Embedded-разработчику, который занимается низкоуровневой разработкой под микроконтроллеры, практически невозможно работать удалённо. При большом желании такую работу найти можно, но вам всё равно нужно будет обустроить рабочее место дома или ещё где-то. А также придется самостоятельно снабжать себя вспомогательными инструментами: отладочными платами, кабелями, переходниками, принадлежностями для пайки. Так что работать с ноутбуком сидя на пляже — не получится». (Виктор Семенов, TowerIQ)

Как стать и куда двигаться дальше

Чтобы стать Embedded-разработчиком, необходимо быть знакомым с базовыми понятиями электроники и электротехники, иметь хорошие знания аппаратной части, понимать работу сетей. Понадобятся знания схемотехники, теории обработки сигналов, математики, алгоритмов, Linux OS и языков программирования С и С++.

Начать изучение специальности можно с книг «Искусство схемотехники» Хоровица и Хилла, «Архитектура компьютера», «Компьютерные сети» и «Операционные системы» Эндрю Таненбаума. В Embedded-разработке не обойтись без фундаментальных знаний по компьютерным наукам.

Для более детального знакомства с устройствами придется изучать документацию к разным составляющим «железа». Для этого понадобится знание английского — все руководства пользователя, как правило, написаны на нем.

Чтобы закрепить знания на практике, Embedded-разработчики советуют придумывать и разрабатывать собственные проекты:

Платформа Raspberry Pi (image source)

Из личных качеств важны:

  • целеустремленность;
  • аналитический склад ума;
  • тяга к неизведанному;
  • внимание к деталям;
  • ответственность;
  • усидчивость.

Также понадобится широкий кругозор в предметной области продукта, над которым вы планируете работать.

Embedded-программист

Embedded-программист

Embedded-программист (Embedded developer) разрабатывает, сопровождает, тестирует встроенное программное обеспечение систем, которые создаются на уровне микропроцессоров и микроконтроллеров и отвечают за отдельные функции приложения или устройства. Кстати, недавно центр профориентации ПрофГид разработал точный тест на профориентацию, который сам расскажет, какие профессии вам подходят, даст заключение о вашем типе личности и интеллекте. Профессия подходит тем, кого интересует информатика (см. выбор профессии по интересу к школьным предметам).

Краткое описание

Embedded Developer проектирует, разрабатывает, тестирует, настраивает и сопровождает встроенное ПО для систем, которые состоят из аппаратных и программных компонентов и отвечают за точное выполнение приложением или устройством возложенных на него функций. Профессия на стыке программирования и аппаратной инженерии.

Разработчики встраиваемых систем – это опытные инженеры-программисты, которые проектируют аппаратную часть («железо») микросистемы и пишут коды для управления машинами и устройствами. Они специализируются на разработке программ для конкретного оборудования, используемого, например, в автомобилях, модемах, бытовой технике или сотовых устройствах. Embedded-программист участвует во всем процессе разработки встраиваемых систем – от проектирования до интеграции.

Embedded-разработка программного обеспечения для электронных приборов

embedded разработка

Embedded разработка – что это?

В переводе с английского embedded означает встроенный, а embedded разработка – это создание ПО, встраиваемого непосредственно в прибор. С его помощью осуществляется управление устройством. В повседневности мы привыкли называть такое обеспечение прошивкой. Она применяется везде, где есть микроконтроллеры либо микропроцессоры: смартфоны, фотоаппараты, телевизоры, холодильники, СВЧ-печи – в этот список входит большая часть современной электроники.

Главные этапы разработки встроенного ПО

В соответствии с видом, масштабом и требованиями проекта формируется концепция создания. Вот основные этапы:

  • подготовительные работы;
  • создание проекта;
  • разработка, которая включает в себя: дизайн, код, проверку (в которую входят эксплуатационные тесты), документацию;
  • поддержка, состоящая из сопровождения и продвижения проекта.

этапы embedded разработки

Расмотрим подробней процесс разработки встроенного программного обеспечения.

Дизайн и прототипирование

Это следующая по значению составная часть продукции, которая определяется сразу после технических параметров. Именно дизайн и последующее прототипирование оказывает непосредственное влияние на продуктивность и оперативность взаимодействия потребителя с прибором. Потребности и основные условия дизайна формируются в техническом задании. Как показывает практика, самые важные из них – элементарность, легкость в управлении, инстинктивность и минимум усилий на управление. Также не последнюю роль играют эстетика и гармоничное соответствие общему стилю организации либо продукции. Как только будет разработана внешняя и внутренняя оболочка, можно будет приступать к наполнению ее кодом.

прототипирование при embedded разработке

Мы подготовилидетальный разбор, как осуществляется hardware разработка. Прочесть материал можно тут.

Написание кода

Кодинг является самым важным этапом после прототипирования. От него напрямую зависит, заработает встроенная embedded система или нет. Этот процесс сопровождается не только написанием строк кода, но и тестированием на предмет ошибок до компиляции и багов после. Сложность кода зависит от сложности команд, которые даются устройству. Чем проще его функционал – тем меньше строк кода задействовано.

кодирование embedded

Проверка

Качественная разработка встроенных программ невозможна без тестирования на каждой стадии работы. План проверок также формируется на этапе составления технического задания. Итоги тестов отражаются в документации. Этот этап позволит выявить и устраинить все возможные ошибки изначально. В тестирование на этом этапе входит полноценная проверка работы всех систем – и корпуса, и прошивки.

embedded testing

Документация

Данная операция включает фиксацию плана, всего процесса и итогов создания ПО. Она содержит абсолютно все первоначальные сведения: техническое задание, макетирование, рабочие планы, расходы, проверки, перечень поставленных задач и их исполнителей в определенный отрезок времени, отчетности и тому подобное. Документирование требуется для оперативного и четкого определения ошибочных действий, прозрачности сотрудничества, является юридической частью соглашения. Также с ее помощью задаются стандарты дальнейшего производства.

Сложности, связанные с разработкой встроенного ПО

Встроенное программное обеспечение достаточно трудно сопровождать. К примеру, вами были созданы программы для микроволновых печей. После поставки обеспечения изготовителю множество изготовленных приборов разойдется по полкам сотен магазинов. Если одна из СВЧ-печей придет в негодность по вине недоработанного софта, гораздо легче возместить штраф, нежели возвращать аппарат на предприятие и осуществлять диагностирование, сняв с продаж неудачную партию. По этой причине при создании встроенного ПО появляются следующие ограничения:

  • В приборы никогда не ставится наполовину действующая программа
  • Качеству софта уделяется особое внимание ввиду того, что после встраивания его внутрь корпуса изменить что-либо будет достаточно проблематично. Поэтому пристальное внимание уделяется стадии опытной эксплуатации: небольшая партия приборов оснащается данной программой, затем проводятся совокупные тесты в разных эксплуатационных режимах. Специалист собирает максимальное количество данных о динамике функционирования софта. После чего производится подробнейший анализ и при необходимости доработка программного обеспечения.

Студия KLONA предлагает embedded разработку и сопровождение проекта на всех этапах – от идеи до серийного выпуска. Помощь специалистов поможет избежать ошибок и недоработок. У вас есть идея? Напишите нам!

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *